WO2012133082A1 - インクジェット記録装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ink jet recording apparatus and an image forming method, and more particularly, to an ink jet type image forming technique using an ink that is cured by irradiation with actinic rays such as ultraviolet rays.
- an inkjet recording apparatus that forms a desired image on a recording medium by discharging color ink from an inkjet head.
- permeable media such as paper but also non-permeable (hardly permeable) media such as resin films have been used, and ink that has landed on the media by irradiating ultraviolet rays as actinic rays is used.
- An apparatus for curing has been proposed.
- the ultraviolet curable ink applied to such an apparatus contains an initiator having a predetermined sensitivity to ultraviolet rays.
- an ink liquid immediately after landing on a medium is mounted by mounting a light source for ultraviolet irradiation on a carriage on which an ink jet head is mounted, scanning the ultraviolet light source following the ink jet head.
- the droplets are irradiated with ultraviolet rays to avoid displacement of ink droplets and landing interference.
- Patent Document 1 discloses an ultraviolet curable printing system in which curing light sources disposed on both sides of an inkjet head in the main scanning direction are configured to be movable downstream in the recording medium conveyance direction.
- the printing system described in Patent Document 1 irradiates a low light amount of ultraviolet light immediately after ink ejection to semi-cure (temporarily cure) the ink droplet, and after a certain period of time, irradiates the high light amount of ultraviolet light.
- the ink droplets are fully cured.
- an inkjet head having a nozzle row for discharging white ink or transparent (clear) ink is used, and the nozzle row of the head is divided and discharged from each divided nozzle region.
- a color layer a white ink layer (white background layer) serving as a base of the color layer, or a clear ink layer (transparent layer) on the color layer for improving glossiness is laminated on a medium
- the banding phenomenon may become prominent in the white ink layer or the transparent layer.
- a banding phenomenon refers to a phenomenon in which glossiness differs in accordance with a swath width cycle by multipass printing.
- banding fringes may be conspicuous because the curing performance with respect to the amount of ultraviolet irradiation light varies depending on the type of color ink, white ink, and clear ink forming the color layer. It has been found.
- the print system described in Patent Document 1 changes the amount of light for pre-curing and main curing, the amount of light applied to all inks is substantially the same.
- image formation in which a layer of color ink and a layer of white ink or clear ink are laminated, it is difficult to solve the above-mentioned problem due to the difference in ultraviolet absorption characteristics for each ink.
- the white ink layer as the underlayer and the transparent layer that improves glossiness on the outermost layer do not require much dot resolution unlike the color layer, but rather the flatness and uniformity of the layer tend to be emphasized. There is.
- the present invention has been made in view of such circumstances, and an ink jet recording apparatus that realizes a preferable curing process in accordance with the difference in the absorption characteristics of the activation energy of each ink and the properties of the layer to be formed with each ink, and An object is to provide an image forming method.
- the present invention provides a first nozzle array in which a plurality of nozzles for discharging a first ink that is cured by irradiation with actinic rays is arranged, and a second ink having a curing characteristic different from that of the first ink.
- An ink-jet head having a plurality of nozzle rows including a plurality of nozzle rows in which a plurality of nozzles for discharging ink are arranged, and a recording medium to which the first ink and the second ink ejected from the ink-jet head are attached
- An ejection control unit that controls ink ejection; an actinic ray irradiating unit that irradiates the ink attached to the recording medium with the actinic ray; and an irradiation range of the actinic ray by the actinic ray irradiating unit
- An inkjet comprising: an irradiation region dividing unit that divides a plurality of regions corresponding to the region; and a light amount control unit that controls the amount of light of the divided irradiation regions divided by the irradiation region dividing unit.
- a first nozzle row in which a plurality of nozzles for discharging a first ink that is cured by irradiation with actinic rays is arranged, and a plurality of nozzles for ejecting a second ink having curing characteristics different from those of the first ink are arranged.
- a discharge control step, and the ink discharged from the inkjet head by the discharge control step and attached to the recording medium Actinic light irradiation step of irradiating actinic light, wherein the range irradiated with the actinic light corresponding to each of the divided nozzle regions is divided into a plurality of divided irradiation regions, and the amount of light for the divided irradiation regions divided And an actinic ray irradiation step of irradiating the actinic ray by controlling the region for each region, and providing an image forming method.
- the irradiation region of the actinic ray is divided according to the region division of the nozzle row, and the irradiation region corresponding to the division nozzle region can be adjusted. Thereby, an appropriate curing process can be performed for each divided nozzle region. According to the present invention, it becomes possible to suppress the irradiation of actinic rays to the ink ejection region when forming the white background layer or the transparent layer, and the flattening and uniformization of the layer can be promoted and the banding phenomenon can be avoided. it can.
- FIG. 1 is an external perspective view of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
- Explanatory drawing which shows typically the paper conveyance path of the inkjet recording device shown in FIG.
- Plane perspective view showing the arrangement configuration of the inkjet head and ultraviolet irradiation section shown in FIG.
- the perspective view which shows the structural example of the light source moving part which moves the ultraviolet irradiation part shown in FIG.
- Explanatory drawing which illustrated typically the layer structure of the image which concerns on a 1st specific example.
- Explanatory drawing which shows the structural example of the inkjet head and ultraviolet irradiation part for forming the image shown in FIG.
- FIG. 12A is a diagram showing the illuminance distribution on the media surface during the entire surface irradiation described in FIG. 11, and FIG. 12B is an illuminance distribution cross section in the media transport direction (X direction) in FIG.
- FIG. 14A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface when the upstream side is turned on and the downstream side is turned off in the temporary curing light source unit according to the second configuration example
- FIG. 14B is a diagram showing FIG. Showing the illuminance distribution cross section in the media transport direction (X direction)
- FIG. 15A is a diagram illustrating an irradiation distribution on the media surface when the upstream side is turned off and the downstream side is turned on in the temporary curing light source unit according to the second configuration example
- FIG. 15B is a diagram illustrating FIG.
- FIG. 1 Showing the illuminance distribution cross section in the media transport direction (X direction) Schematic diagram showing another example of LED array form in the temporary curing light source unit
- the schematic diagram which shows the arrangement configuration of the ultraviolet irradiation part using the temporary hardening light source unit which concerns on a 3rd structural example.
- the perspective view which looked at the temporary hardening light source unit which concerns on a 3rd structural example from the lower surface side.
- the figure which shows the structure in the housing of the temporary hardening light source unit which concerns on a 3rd structural example.
- positioned inside a housing The perspective view which showed the light ray at the time of whole surface irradiation in the temporary curing light source unit which concerns on a 3rd structural example
- the temporary hardening light source unit which concerns on a 3rd structural example it is a perspective view which shows the mode at the time of irradiation only downstream.
- FIG. 24A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface when the entire surface is irradiated in the temporary curing light source unit according to the third configuration example
- FIG. 24B is a media transport direction (X in FIG. 24A).
- Graph showing illuminance distribution cross section FIG. 25A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface when the upstream side is turned on and the downstream side is turned off in the temporary curing light source unit according to the third configuration example, and FIG. ) Is a graph showing a cross section of the illuminance distribution in the media transport direction (X direction) FIG.
- 26A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface when the upstream side is turned off and the downstream side is turned on in the temporary curing light source unit according to the third configuration example, and FIG. ) Is a graph showing a cross section of the illuminance distribution in the media transport direction (X direction)
- Explanatory drawing which illustrated typically the layer structure of the image formed by the image formation process which concerns on a 2nd example.
- Explanatory drawing which shows the structural example of the inkjet head and ultraviolet irradiation part for forming the image shown in FIG.
- Explanatory drawing which illustrated the layer structure of the image which concerns on a 3rd specific example typically Explanatory drawing which shows the structural example of the ultraviolet irradiation part for forming the image shown in FIG.
- FIG. 38A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface at the time of 1/3 irradiation described with reference to FIG. 36
- FIG. 38B is a diagram illustrating the media transport direction (X direction) in FIG.
- Showing the cross section of illuminance distribution 39A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface when the central 1/3 region described in FIG. 37 is not irradiated
- FIG. 39B is a media transport direction (FIG. 39A).
- Graph showing illuminance distribution cross section for (X direction) The perspective view which shows the structure of the temporary curing light source unit which concerns on a 6th structural example.
- FIG. 43A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface when the entire surface is irradiated in the temporary curing light source unit of the sixth configuration example
- FIG. 43B is a media transport direction in FIG. Graph showing illuminance distribution cross section for (X direction) FIG.
- 44A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface when only the central 1/3 region is not irradiated in the temporary curing light source unit of the sixth configuration example, and FIG. The graph which shows the illumination intensity distribution cross section about the media conveyance direction (X direction) in (a).
- the perspective view which shows the other structural example of a light source moving mechanism.
- the perspective view which shows the lock release state of the light source movement mechanism shown in FIG.
- Block diagram showing schematic configuration of ink supply system of inkjet head
- FIG. 1 is an external perspective view of the ink jet recording apparatus according to the first embodiment of the present invention.
- the ink jet recording apparatus 10 is a wide format printer that forms a color image on a recording medium 12 using ultraviolet curable ink (UV curable ink).
- a wide format printer is a device suitable for recording a wide drawing range such as a large poster or a commercial wall advertisement.
- A3 Nobi generally 483 mm x 329 mm, but there is no exact size rule and may include a size slightly larger than A3 (420 mm x 297 mm)
- A3 Nobi generally 483 mm x 329 mm, but there is no exact size rule and may include a size slightly larger than A3 (420 mm x 297 mm)
- A3 Nobi generally 483 mm x 329 mm, but there is no exact size rule and may include a size slightly larger than A3 (420 mm x 297 mm)
- A3 Nobi generally 483 mm x 329 mm
- the inkjet recording apparatus 10 includes an apparatus main body 20 and support legs 22 that support the apparatus main body 20.
- the apparatus main body 20 includes a drop-on-demand type inkjet head 24 that ejects ink toward the recording medium (medium) 12, a platen 26 that supports the recording medium 12, and a guide mechanism as a head moving unit (scanning unit). 28 and a carriage 30 are provided.
- the guide mechanism 28 is disposed above the platen 26 so as to extend along a scanning direction (Y direction) perpendicular to the conveyance direction (X direction) of the recording medium 12 and parallel to the medium support surface of the platen 26. ing.
- the carriage 30 is supported by the guide mechanism 28 so as to reciprocate in the Y direction along the guide mechanism 28.
- An ink jet head 24 is mounted on the carriage 30, and temporary curing light sources (pinning light sources) 32A and 32B for irradiating the ink on the recording medium 12 with ultraviolet rays and main curing light sources (curing light sources) 34A and 34B are provided. It is installed.
- the temporary curing light sources 32A and 32B are light sources that irradiate ultraviolet rays for temporarily curing the ink so that the adjacent droplets do not coalesce after the ink droplets ejected from the inkjet head 24 have landed on the recording medium 12. is there.
- the main curing light sources 34 ⁇ / b> A and 34 ⁇ / b> B are light sources that irradiate ultraviolet rays for performing additional exposure after temporary curing and finally completely curing (main curing) the ink.
- main curing light sources 34A and 34B are configured to be movable in the X direction so as to be aligned with the inkjet head 24 and the temporary curing light sources 32A and 32B in the Y direction.
- the inkjet head 24, the temporary curing light sources 32A and 32B, and the main curing light sources 34A and 34B arranged on the carriage 30 move integrally with the carriage 30 along the guide mechanism 28.
- the reciprocating direction (Y direction) of the carriage 30 may be referred to as a “main scanning direction”, and the conveyance direction (X direction) of the recording medium 12 may be referred to as a “sub scanning direction”.
- the Y direction corresponds to the “first direction”
- the X direction corresponds to the “second direction”.
- the recording medium 12 various media such as paper, non-woven fabric, vinyl chloride, synthetic chemical fiber, polyethylene, polyester, and tarpaulin can be used regardless of the material, regardless of whether they are permeable media or non-permeable media. it can.
- the recording medium 12 is fed from the roll paper state (see FIG. 2) from the back side of the apparatus, and after printing is wound up by a winding roller (not shown in FIG. 1, reference numeral 44 in FIG. 2) on the front side of the apparatus. .
- Ink droplets are ejected from the inkjet head 24 to the recording medium 12 conveyed on the platen 26, and the temporary curing light sources 32A and 32B and the main curing light sources 34A and 34B are applied to the ink droplets adhering to the recording medium 12. Ultraviolet rays are irradiated.
- an attachment portion 38 for an ink cartridge 36 is provided on the left front surface of the apparatus main body 20 as viewed from the front.
- the ink cartridge 36 is a replaceable ink supply source (ink tank) that stores ultraviolet curable ink.
- the ink cartridge 36 is provided corresponding to each color ink used in the inkjet recording apparatus 10 of this example.
- Each color-specific ink cartridge 36 is connected to the inkjet head 24 by an ink supply path (not shown) formed independently. When the remaining amount of ink for each color is low, the ink cartridge 36 is replaced.
- a maintenance unit for the inkjet head 24 is provided on the right side of the apparatus main body 20 as viewed from the front.
- the maintenance unit is provided with a cap for moisturizing the inkjet head 24 during non-printing and a wiping member (blade, web, etc.) for cleaning the nozzle surface (ink ejection surface) of the inkjet head 24.
- the cap for capping the nozzle surface of the inkjet head 24 is provided with an ink receiver for receiving ink droplets discharged from the nozzle for maintenance.
- FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a recording medium conveyance path in the inkjet recording apparatus 10.
- the platen 26 is formed in an inverted bowl shape, and its upper surface serves as a support surface (medium support surface) of the recording medium 12.
- a pair of nip rollers 40 that are recording medium conveying means for intermittently conveying the recording medium 12 are disposed on the upstream side in the recording medium conveying direction (X direction) in the vicinity of the platen 26. The nip roller 40 moves the recording medium 12 on the platen 26 in the recording medium conveyance direction.
- the recording medium 12 sent out from a supply-side roll (feed-out supply roll) 42 that constitutes a roll-to-roll medium conveying means is provided at the entrance of the printing unit (upstream side of the platen 26 in the recording medium conveying direction).
- the pair of nip rollers 40 are intermittently conveyed in the recording medium conveyance direction.
- Printing is executed by the inkjet head 24 on the recording medium 12 that has reached the printing portion directly below the inkjet head 24, and the recording medium 12 is taken up by a take-up roll 44 after printing.
- a guide 46 for the recording medium 12 is provided on the downstream side of the printing unit in the recording medium conveyance direction.
- a temperature control unit for adjusting the temperature of the recording medium 12 during printing is provided on the back surface (surface opposite to the surface supporting the recording medium 12) of the platen 26 at a position facing the inkjet head 24 in the printing unit. 50 is provided.
- the temperature adjustment unit 50 is adjusted so that the recording medium 12 at the time of printing has a predetermined temperature, the physical properties such as the viscosity and surface tension of the ink droplets that have landed on the recording medium 12 become desired values. It is possible to obtain a dot diameter of.
- the pre temperature control part 52 may be provided in the upstream of the temperature control part 50, and the after temperature control part 54 may be provided in the downstream of the temperature control part 50.
- FIG. 3 is a perspective plan view showing an example of the arrangement of the inkjet head 24, the temporary curing light sources 32A and 32B, and the main curing light sources 34A and 34B arranged on the carriage 30.
- FIG. 3 is a perspective plan view showing an example of the arrangement of the inkjet head 24, the temporary curing light sources 32A and 32B, and the main curing light sources 34A and 34B arranged on the carriage 30.
- the inkjet head 24 includes yellow (Y), magenta (M), cyan (C), black (K), light cyan (LC), light magenta (LM), clear (transparent) ink (CL), and white (white).
- nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, 61LM, 61CL, and 61W for ejecting the corresponding color ink are provided.
- the nozzle rows are illustrated by dotted lines, and individual illustrations of the nozzles are omitted.
- the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, 61LM, 61CL, and 61W may be collectively referred to by the reference numeral 61 in some cases.
- the ink color type (number of colors) and the color combination are not limited to the present embodiment.
- a form in which the LC and LM nozzle arrays are omitted a form in which one of the CL and W nozzle arrays is omitted, a form in which a metal ink nozzle array is added, a metal ink nozzle array in place of the W nozzle array
- a form in which a nozzle row for discharging special color ink is added.
- the arrangement order of the nozzle rows for each color is not particularly limited. However, a configuration in which an ink having a low curing sensitivity to ultraviolet light among a plurality of ink types is disposed on the side close to the temporary curing light source 32A or 32B is preferable.
- a head module is configured for each nozzle row 61 for each color, and by arranging these head modules, an inkjet head 24 capable of color drawing can be configured.
- a head module 24Y having a nozzle row 61Y that discharges yellow ink
- a head module 24M having a nozzle row 61M that discharges magenta ink
- a head module 24C having a nozzle row 61C that discharges cyan ink
- black ink A head module 24K having a nozzle row 61K for discharging
- head modules 24LC, 24LM, 24CL, 24W having nozzle rows 61LC, 61LM, 61CL, 61W for discharging ink of each color of LC, LM, CL, W, respectively
- a mode is also possible in which the carriages 30 are arranged at equal intervals so as to be aligned along the reciprocating direction of the carriage 30 (main scanning direction, Y direction).
- the color-specific head modules 24Y, 24M, 24C, 24K, 24LC, 24LM, 24CL, and 24W may be interpreted as “inkjet heads”, and each module may be interpreted as an “inkjet head”. It is also possible to do. Alternatively, it is possible to employ a configuration in which an ink flow path is formed separately for each color inside one inkjet head 24 and a nozzle row is provided that ejects a plurality of colors of ink with one head.
- each nozzle row 61 a plurality of nozzles are arranged in a row (linearly) along the recording medium conveyance direction (sub-scanning direction, X direction) at regular intervals.
- the arrangement pitch (nozzle pitch) of the nozzles constituting each nozzle row 61 is 254 ⁇ m (100 dpi)
- the number of nozzles constituting one nozzle row 61 is 256 nozzles
- the discharge frequency is 15 kHz
- three types of discharge droplet amounts of 10 pl, 20 pl, and 30 pl can be distinguished by changing the drive waveform.
- a method that ejects ink droplets by deformation of a piezoelectric element (piezo actuator) is employed.
- a heating element such as a heater is used to heat ink to generate bubbles and to eject ink droplets with that pressure.
- a form thermal jet system.
- the ultraviolet curable ink generally has a higher viscosity than the solvent ink, when using the ultraviolet curable ink, it is preferable to adopt a piezo jet method having a relatively large ejection force.
- [About drawing mode] In the inkjet recording apparatus 10 shown in this example, multi-pass drawing control is applied, and the print resolution can be changed by changing the number of print passes. For example, three types of drawing modes, a high production mode, a standard mode, and a high image quality mode, are prepared, and the printing resolution differs between the modes.
- the drawing mode can be selected according to the printing purpose and application.
- printing is executed with a resolution of, for example, 600 dpi (main scanning direction) ⁇ 400 dpi (sub-scanning direction).
- a resolution of 600 dpi is realized by two passes (two scans) in the main scanning direction.
- dots are formed with a resolution of 300 dpi.
- dots are formed such that the middle of the dots formed in the first scan (forward pass) is interpolated at 300 dpi, and a resolution of 600 dpi is obtained in the main scan direction.
- the nozzle pitch is 100 dpi
- dots are formed at a resolution of 100 dpi in the sub-scanning direction by one main scanning (one pass). Therefore, a resolution of 400 dpi is realized by performing interpolation printing by four-pass printing (four scans).
- the main scanning speed of the carriage 30 in the high production mode is 1270 mm / sec.
- printing is performed at a resolution of 600 dpi ⁇ 800 dpi, and a resolution of 600 dpi ⁇ 800 dpi is obtained by 2-pass printing in the main scanning direction and 8-pass printing in the sub-scanning.
- printing is performed with a resolution of 1200 ⁇ 1200 dpi, and a resolution of 1200 dpi ⁇ 1200 dpi is obtained with 4 passes in the main scanning direction and 12 passes in the sub-scanning direction.
- the relationship between the number of passes and swath width by single ring drawing when using a QS-10 head (100 dpi, 256 nozzles) manufactured by FUJIFILM Dimatix, Inc. is as shown in the following table (Table 1).
- the swath width assumed by the drawing is a value obtained by dividing the nozzle row width to be used by the product of the number of passes in the main scanning direction and the number of passes in the sub scanning direction.
- provisional curing light sources 32 ⁇ / b> A and 32 ⁇ / b> B are arranged on both the left and right sides of the carriage movement direction (Y direction) of the inkjet head 24. Further, main curing light sources 34 ⁇ / b> A and 34 ⁇ / b> B are disposed downstream of the inkjet head 24 in the recording medium conveyance direction (X direction). The main curing light sources 34A and 34B are arranged on the outer side (further farther) than the temporary curing light sources 32A and 32B in the Y direction from the inkjet head 24.
- the main curing light sources 34A and 34B are configured to be movable in the direction opposite to the recording medium conveyance direction ( ⁇ X direction), and are aligned with the temporary curing light sources 32A and 32B and the inkjet head 24 along the carriage movement direction.
- the arrangement can be changed.
- the temporary curing light source 32A (or 32B) that passes through is irradiated with ultraviolet rays for temporary curing.
- the ink droplets on the recording medium 12 that have passed through the printing area of the inkjet head 24 as the recording medium 12 is intermittently conveyed are irradiated with ultraviolet rays for main curing by the main curing light sources 34A and 34B.
- the dot development time time during which the dots spread to a predetermined size
- the height of the dots can be made uniform, and the interaction between the droplet and the medium can be promoted to increase the mutual adhesion.
- the white background layer formed by the white ink serves as a base of the color image layer, the dot resolution as high as that of the color image layer is not required.
- the transparent layer formed of clear ink becomes a surface glossy layer for improving the glossiness of the surface of the color image layer, dot resolution as high as that of the color image layer is not required.
- the clear ink droplets ejected from the nozzles) and landed on the recording medium 12 are configured not to irradiate with ultraviolet rays for temporary curing, or even when irradiated, there are fewer than when the color ink is temporarily cured. It is set as the structure which irradiates the ultraviolet-ray of a light quantity.
- the white ink ejected from the white ink nozzles (nozzles included in the nozzle row 61W) and landed on the recording medium moves to a position where ultraviolet irradiation can be performed corresponding to the white ink ejection position.
- the main curing light source 34A is irradiated with substantially the same amount of ultraviolet rays as in the main curing process.
- the temporary curing light sources 32A and 32B may be turned on simultaneously during the printing operation by the inkjet head 24. However, the lifetime of the light source can be increased by turning on only the temporary curing light source on the rear side in the carriage movement in the main scanning direction. You may try to extend the length.
- the main curing light sources 34 ⁇ / b> A and 34 ⁇ / b> B are turned on simultaneously during the printing operation of the inkjet recording apparatus 10. In the drawing mode with a slow scanning speed, one of the main curing light sources 34A and 34B can be turned off, and the light emission start timings of the temporary curing light sources 32A and 32B and the main curing light sources 34A and 34B may be the same. , May be different.
- FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration example of a moving mechanism (light source moving unit) 35 of the main curing light source 34A.
- a rack and pinion linear movement mechanism is applied to the light source movement unit 35 shown in FIG. That is, the light source moving unit 35 is attached to the shaft 35A fixedly arranged along the recording medium conveyance direction, which is the moving direction of the main curing light source 34A, and the case of the main curing light source 34A, and has a tooth shape along the shaft 35A.
- a rack 35B having projections and depressions, a drive motor 35D having a pinion gear 35C attached to the rotation shaft, and an optical position sensor 35F for detecting a detection piece 35E formed at the end of the rack 35B. I have.
- main curing light source 34B located on the opposite side of the main curing light source 34A across the ink jet head 24 may also be provided with a moving mechanism having the same configuration so as to be movable. Further, a plurality of position sensors 35F may be provided so that the main curing light sources 34A and 34B are moved to a plurality of positions.
- the ink jet recording apparatus 10 shown in this example includes a color image layer (shown with reference numeral 82 in FIG. 5) formed of color ink (Y, M, C, K, LC, LM, etc.) and white ink.
- An image of a layer structure is formed by laminating a white background layer (shown with reference numeral 80 in FIG. 5) and / or a transparent layer (shown with reference numeral 84 in FIG. 29) formed of clear ink. Is formed.
- the ultraviolet irradiation amount is controlled according to the order of layer formation and the ultraviolet absorption characteristics (ink curing characteristics) of the ink.
- white ink contains titanium oxide, zinc oxide, etc. as pigments, so it is inferior in UV transmission compared to color ink and clear ink, and the same amount of UV light per unit volume as color ink and clear ink.
- the curing time increases.
- UV irradiation is performed so that the amount of UV irradiation per unit time for white ink is larger than that of color ink and clear ink. Is controlled. A specific example of such image formation will be described later.
- the K ink is classified as an ink having a long curing time from the viewpoint of ultraviolet transmittance, but it is used for forming a color image layer and needs to be temporarily cured immediately after droplet ejection to prevent droplet ejection interference. Is classified as color ink.
- a white ink layer (white background layer) as a base for a color layer formed of color ink generally uses titanium dioxide, zinc oxide or the like as a pigment, and has a lower transmittance than color ink.
- the transparent layer does not contain a pigment, has a high transmittance, and is a polymer obtained by curing a monomer by photopolymerization.
- the droplets after droplet ejection (droplets constituting the white ink layer and the transparent layer) actively spread out and promote flattening, so that the mechanism is not exposed to the pinning light unlike the color layer, or the pinning light.
- a configuration that employs a mechanism that reduces the effect of curing due to is preferable.
- the color layer pinning light per unit area, 1mJ / cm 2 ⁇ 20mJ / cm 2 is desirably irradiated immediately ejected, even 2mJ / cm 2 ⁇ 6mJ / cm 2 is preferred It is.
- the white background layer serving as the base or the clear layer serving as the surface glossy layer is preferably irradiated with a pinning light immediately after the droplet is applied, with a pinning light amount of 0 mJ / cm 2 to 4 mJ / cm 2. 2 to 2 mJ / cm 2 is preferable.
- the pinning light is exposed once to a plurality of times by carriage scanning in order to avoid the drop shape from collapsing due to coalescence and interference with other ink immediately after the ink is ejected, or the movement of the drop.
- Curing light refers to exposure that completely cures the imaged ink. Curing light is also irradiated a plurality of times by carriage scanning. A plurality of pinning exposure from one, by carrying multiple exposures, exposure of all accumulated reaches amount from 200mJ / cm 2 1000 ⁇ 3000mJ / cm 2.
- the tendency of the ink sensitivity is determined by the sensitivity and content of the initiator and sensitizer contained in the ultraviolet curable ink, and the ink is cured by radical polymerization or cationic polymerization.
- irradiation of a temporary curing light source is performed in accordance with the divided nozzle region so that appropriate pinning light can be irradiated corresponding to the drawing range of the divided nozzle region forming each layer such as a color layer, a white background layer, and a transparent layer.
- the area is divided, and the light amount (illuminance distribution) of each area is adjusted. Details will be described later.
- each nozzle row 61 is divided into a plurality of areas in the recording medium conveyance direction, and color ink, clear ink or Each of the white inks is ejected to form a color image layer, a transparent layer, and a white background layer.
- the number of divisions of the nozzle row 61 is the number N of image forming layers.
- the recording medium 12 has a unit ((total length Lw of nozzle array / number N of image forming layers) / multi-pass number) obtained by dividing the length of the divided area of the nozzle array 61 in the recording medium transport direction by the number of multi-passes.
- the layer of ink ejected from the downstream area in the same direction is stacked on the ink layer ejected from the upstream area in the recording medium conveyance direction of the nozzle array 61 in a intermittent manner. It is configured to be.
- “the number of multi-passes” is defined as the product of the number of passes in the carriage scanning direction and the number of passes in the recording medium conveyance direction.
- the white ink which takes more time to cure than the other inks, has almost the same amount of light as that at the time of the main curing process immediately after landing by either one of the main curing light sources 34A and 34B moved to the discharge position of the white ink.
- the length of the irradiation area in the recording medium conveyance direction of the main curing light sources 34A and 34B is (total length Lw / image of the nozzle row) so that only the white ink landing area is irradiated with the same amount of ultraviolet light as in the main curing process.
- the number of formation layers is N) or less.
- the length of the irradiation areas of the main curing light sources 34A and 34B in the recording medium conveyance direction is the same as the length of the main curing light sources 34A and 34B in the recording medium conveyance direction.
- the actual length of the main curing light sources 34A and 34B in the recording medium conveyance direction is determined so as to obtain a predetermined irradiation area in consideration of the spread of the irradiation area.
- the number N of image forming layers may be described as “the number of divisions”.
- FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a layer structure of an image formed by the image forming process according to the first specific example.
- the image shown in the figure has a layer structure in which a white background layer 80 is formed on the recording medium 12, and a color image layer 82 is formed (laminated) on the white background layer 80, and the number of image forming layers is two.
- FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the inkjet head 24 for forming an image having the layer structure shown in FIG. 5 and the arrangement of the main curing light sources 34A and 34B.
- the recording medium conveyance direction (X direction) is from the top to the bottom indicated by a downward arrow line in the figure
- the reciprocating movement direction (Y direction) of the carriage 30 is the left-right direction.
- each nozzle row 61 is divided into an upstream region 61-1 and a downstream region 61-2, and white ink is ejected from only the upstream region 61-1 of the nozzle row 61W, and the color ink Is discharged only from the downstream region 61-2 of the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, 61LM.
- the white background layer 80 (see FIG. 5) is formed from the white ink ejected from the upstream area 61-1, the distance ((Lw / 2) / multipath number) of the recording medium 12 in the recording medium conveyance direction is formed.
- a color image layer 82 made of color ink ejected from the downstream region 61-2 is formed on the previously formed white background layer 80.
- the upstream area 61-1 of the nozzle row 61W is located at the white ink discharge position on the upstream side in the recording medium conveyance direction adjacent to the color ink discharge position.
- White ink is ejected from only. That is, at the same time as the formation of the color image layer 82, the formation of the white background layer 80 that becomes the formation area of the next color image proceeds.
- the multi-pass method described above is applied to the discharge of the white ink that forms the white background layer 80 and the discharge of the color ink that forms the color image layer 82.
- a position indicated by a broken line with reference numeral 34A-1 that is, a position corresponding to the discharge position of the white ink (position aligned with the upstream region 61-1 of the nozzle row 61W for discharging the white ink in the carriage movement direction).
- the main curing light source 34A is moved (the moving direction is indicated by an upward arrow line), and immediately after the white ink has landed on the recording medium 12, the main curing light source 34A emits substantially the same amount of ultraviolet rays as the main curing process.
- the color ink is subjected to a main curing process using a main curing light source 34B after a temporary curing process using the temporary curing light sources 32A and 32B.
- Step 1 of the image forming process is a process of forming the white background layer 80.
- the main curing light source 34A on the left side in FIG. 6 is moved corresponding to the discharge position of the white ink (reference numeral 34A-1), and the carriage 30 ( 3) is scanned in the carriage movement direction. Then, white ink is ejected only from the upstream region 61-1 of the nozzle row 61W. White ink is ejected when the carriage 30 moves from left to right in FIG. 6 and immediately after landing on the recording medium 12 from the main curing light source 34A that scans in the carriage movement direction following the nozzle row 61W.
- the white ink is irradiated with ultraviolet rays.
- the same amount of UV as that of the main curing process (10 mJ / cm 2 or more per carriage scan) is irradiated by one carriage scan to form a white background layer 80 (see FIG. 5) in which the white ink is almost cured. Is done.
- UV-LED ultraviolet light emitting diode
- the white background layer 80 is a so-called solid image, dots (droplets) having a size larger than that of the color image can be used. Further, as described above, since the ultraviolet transmittance of the white ink (white background layer 80) is lower than that of the color ink or the like, almost the same amount of activation energy as that in the main curing process is applied when the thickness of the white ink is small. Then, the white ink curing process is executed.
- the white ink is not subjected to pinning exposure by the temporary curing light sources 32A and 32B (or irradiation is performed with a light amount lower than the pinning light amount of the color ink), and the main curing is performed after securing the wetting and spreading time of the landing droplet as much as possible. Apply the activation energy equivalent to the treatment to cure completely.
- Step 2 is a process for forming the color image layer 82.
- the white background layer 80 has already been formed at the color ink discharge position downstream from the discharge position of the white ink on the recording medium 12 by a distance (Lw / 2) in the recording medium conveyance direction.
- the carriage 30 is scanned in the carriage movement direction at the position on the white background layer 80, and the downstream region 61-2 of the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, 61LM. Then, the color ink is discharged, and the color ink is deposited on the white background layer 80.
- the color ink just after landing on the recording medium 12 is temporarily cured from the temporary curing light sources 32A and 32B following the nozzle arrays 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, and 61LM, and is temporarily cured, whereby gel Put it in a state. By doing so, the landing interference of the color ink is prevented.
- the ultraviolet light irradiated from the temporary curing light sources 32A and 32B to the color ink immediately after landing is a low light amount, for example, 1 to 5 mJ / cm 2 per one carriage scan.
- the low light amount for temporary curing applied to the image formation shown in this example is about 1/10 to 1/2 of the high light amount for main curing.
- the temporary curing light sources 32A and 32B correspond to the drawing ranges of the divided nozzle regions (upstream region 61-1 and downstream region 61-2) of the nozzle row divided into two,
- the irradiation area is divided into two in the X direction, and the amount of light can be controlled for each division unit (divided irradiation area) indicated by reference numerals 32A-1, 32A-2, 32B-1, and 32B-2 in FIG. Yes.
- Step 3 is a period from the formation process of the color image layer 82 to the main curing process, and is applied to the white background layer 80 on the downstream side in the recording medium conveyance direction (Lw / 2) further from the color ink ejection position of the recording medium 12.
- the portion where the color image layer 82 is laminated exits from the ejection position of the nozzle row 61 and is located in the ultraviolet irradiation area by the main curing light source 34B.
- Step 4 is a main curing process, where the main curing light source 34B arranged on the downstream side in the recording medium conveyance direction of the inkjet head 24 is used to scan the carriage 30 in the carriage movement direction, and the ultraviolet irradiation position by the main curing light source 34B.
- the color image layer 82 that has moved to is subjected to a main curing process.
- the amount of ultraviolet light in the main curing process of the color image layer 82 is 10 mJ / cm 2 or more per carriage scan.
- FIG. 7 is a side perspective view showing a first configuration example of a temporary curing light source unit used as the temporary curing light sources 32A and 32B of the present embodiment.
- FIG. 8 is a plan perspective view thereof.
- the temporary curing light source unit 210 according to the first configuration example shown in FIGS. 7 and 8 has a substantially rectangular parallelepiped box shape.
- the temporary curing light source unit 210 includes a plurality of ultraviolet light emitting diode elements (hereinafter referred to as “UV-LED elements”) 214 in an aluminum housing (enclosure) 212, and a bottom surface of the housing 212.
- a transmissive light diffusing plate 216 is disposed in the part.
- the wiring board 220 on which the LED element 214 is mounted has a housing in a state where the LED mounting surface 221 faces the light diffusion plate 216 (in FIG. 7, the light emitting surface of the UV-LED element 214 faces downward). It is arranged at the top of 212.
- the number of UV-LED elements 214 mounted on the wiring board 220 is not particularly limited, but is preferably as small as possible from the viewpoint of the necessary UV irradiation width and cost.
- six UV-LED elements 214 are arranged in a line on the wiring board 220.
- the UV-LED elements 214 are arranged side by side in the recording medium conveyance direction.
- the horizontal direction in FIG. 7 is the recording medium conveyance direction (X direction), and the recording medium 12 is conveyed from right to left in FIG.
- the wiring board 220 is a metal board with enhanced heat dissipation and heat resistance. Although a detailed structure of the metal substrate is not shown, an insulating layer is formed on a metal plate such as aluminum or copper, and a UV-LED element 214 and a wiring circuit for driving LEDs (anode wiring, cathode) are formed on the insulating layer. Wiring) and the like are formed. Note that a metal base substrate in which a circuit is formed on a base metal may be used, or a metal core substrate in which a metal plate is embedded inside the substrate may be used.
- the periphery of the LED element 214 on the LED mounting surface 221 of the wiring board 220 is subjected to a UV resisting and high reflectance white resist treatment.
- a UV resisting and high reflectance white resist treatment By this white resist layer (not shown), ultraviolet rays can be reflected and scattered on the surface of the wiring board 220, and the light generated by the UV-LED elements 214 can be efficiently used for UV irradiation for temporary curing. .
- the light diffusing plate 216 is a milky white plate made of an optical material that diffuses light emitted from the UV-LED element 214 while transmitting it.
- the light diffusion plate 216 is a white acrylic plate in which a white pigment (light diffusion material) is dispersed. Not only the white acrylic plate but also an optical member formed by dispersing and diffusing fine particles for light diffusion in a transparent material such as glass can be used. By changing the content and average particle diameter of the light diffusing substance (white pigment, etc.), light diffusing plates having different transmittances and diffusing characteristics can be obtained.
- means for diffusing light is not limited to means for dispersing silica powder in this acrylic resin, and the surface of a substrate made of fused silica is subjected to frost treatment, frosted glass treatment, and ground glass treatment. This can easily be realized.
- Such a transmission type light diffusing plate 216 is disposed below the housing 212 so as to face the LED mounting surface 221 of the wiring board 220.
- a lower surface (reference numeral 217) of the light diffusing plate 216 is a light emitting surface facing a recording medium (not shown).
- an LED array in which six UVLED elements 214 are arranged in the X direction is divided into two regions. That is, the plurality of UV-LED elements 214 arranged in the X direction are divided into two areas, an upstream area 224-1 and a downstream area 224-2 in the recording medium conveyance direction (X direction). Each of the divided regions 224-1 and 224-2 includes three UV-LED elements 214.
- a light blocking partition member 226 is provided as a range regulating member for partitioning the region of the LED element row divided into two, and the UV-LED element 214 of one region is provided. The light does not enter the other region.
- the UV-LED element has a wide irradiation range and has a property of propagating while spreading.
- the irradiation region can be divided by a structure that covers the periphery of the LED element by the partition member 226.
- the light emission amount of the UV-LED element 214 in each of the divided regions 224-1 and 224-2 can be controlled. For example, when a layer is formed with white ink, the three UV-LED elements 214 belonging to the upstream area 224-1 are turned off, and the three UV-LED elements 214 belonging to the downstream area 224-2 are turned on.
- the ultraviolet irradiation region can be divided. It is possible to individually control the amount of light.
- the first configuration example shown in FIGS. 7 and 8 is an upper irradiation type LED light source unit in which the LED element row is arranged on the upper portion of the light source box, and the irradiation lighting area of the LED is divided into the nozzle rows of the inkjet head 24. It is the structure which performs division
- Control of the light emission amount includes current value control, pulse width modulation control, on / off control, and the like.
- the light emission amount is controlled by a configuration in which any one of current control means for controlling the current value, pulse width modulation control means for performing pulse width modulation control, on / off control means for performing on / off control, or an appropriate combination thereof is employed. be able to.
- the configuration is not limited to the configuration illustrated in FIG. 7 and FIG. 8, for example, a high reflectance aluminum plate that determines an irradiation area is provided on the lower surface of the housing 212, and the upstream / downstream side is shifted by shifting the frame of the aluminum plate. It is also possible to change the irradiation area. Alternatively, it is possible to change the irradiation area by exchanging the frame of the aluminum plate having high reflectivity. In this case, since the irradiation range is regulated by an aluminum plate having a high reflectance, this aluminum plate corresponds to a “range regulating member”. In addition, a mode in which a mechanical shutter or a liquid crystal shutter for limiting the light irradiation range is provided to restrict the irradiation region is also possible.
- FIG. 9 is a perspective view of the temporary curing light source unit according to the second configuration example. 10 is a side view, and FIG. 11 is a perspective view of the inside.
- the same or similar elements as those in the first configuration example described in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the temporary curing light source unit 230 shown in FIGS. 9 to 11 has a structure of a light source box in which UV-LED elements 214 are arranged on both end faces on the upstream side and downstream side, and an irradiation area can be selected by the LED elements to be lit. It has become.
- the inner surface of the housing 232 is reflecting surfaces 234 and 235 by aluminum vapor deposition, and the light reflected by the inner surface of the housing 232 is irradiated toward the recording medium 12.
- FIG. 11 shows a case in which all the LED element groups on both the upstream and downstream side surfaces are turned on, and the entire curing range corresponding to the entire width (Lw) of the nozzle row is irradiated with ultraviolet light for temporary curing (entire irradiation is performed). It is a perspective view which described the light ray of (when performing).
- the ceiling surface of the left half (downstream side) of the housing 232 is an inclined surface whose height gradually decreases toward the upstream.
- the light emitted from the UV-LED element 214 disposed on the downstream end face of the housing 232 is reflected by the inclined ceiling surface (reflective surface 234) and guided to the recording medium 12 below.
- the right half (upstream side) half of the ceiling surface of the housing 232 is an inclined surface whose height gradually decreases toward the downstream.
- the light emitted from the UV-LED element 214 disposed on the upstream end surface of the housing 232 is reflected by the inclined ceiling surface (reflection surface 235) and guided to the recording medium 12 below.
- FIG. 12A is a diagram showing the distribution (illuminance distribution) of the irradiation light amount on the media surface during the entire surface irradiation described in FIG. 11, and FIG. 12B is the media conveyance direction (FIG. 12A). It is a graph which shows the illumination intensity cross section about (X direction). FIG. 12B shows the distribution on the center line (Y-direction center line) of the irradiation area on the media surface.
- the vertical axis in FIG. 12A is the X axis, and the plus direction corresponds to the downstream direction in the recording medium conveyance direction, and the minus direction corresponds to the upstream direction in the recording medium conveyance direction.
- FIG. 13 is a perspective view of the temporary curing light source unit 230 when irradiation is performed only on the downstream side.
- the irradiation area can be divided and controlled as shown in FIG.
- it is possible to perform irradiation only on the upstream side by turning off the UV-LED element 214 disposed on the downstream end face and turning on the UV-LED element 214 disposed on the upstream end face.
- FIG. 14A shows the irradiation distribution on the media surface when the upstream UV-LED element 214 is turned off and the downstream UV-LED element 214 is turned on.
- FIG. 14B is a graph showing an illuminance distribution cross-section (distribution on the center line (Y-direction center line) of the irradiation area on the media surface) in the medium transport direction (X direction) in FIG. .
- FIG. 15A shows the irradiation distribution on the media surface when the upstream UV-LED element 214 is turned on and the downstream UV-LED element 214 is turned off.
- FIG. 15B is a graph showing an illuminance distribution cross section (distribution on the center line (Y direction center line) of the irradiation area on the media surface) in the medium transport direction (X direction) in FIG. .
- the UV-LED elements 214 disposed on both the upstream and downstream end faces may be symmetrically disposed so as to face each other. As in FIG. 16, the positions in the main scanning direction may be different.
- FIG. 16 is a schematic diagram showing another example of the LED array form in the temporary curing light source unit 230 of the second configuration example.
- the left side with respect to the temporary curing light source unit 230 corresponds to the upstream side in the paper transport direction, and the right side corresponds to the downstream side.
- the nozzle row 61 in which nozzles are arranged in the sub-scanning direction (X direction) With respect to the nozzle row 61 in which nozzles are arranged in the sub-scanning direction (X direction), the UV-LED element 214-1 disposed on the upstream end face of the temporary curing light source unit 230 and the UV-LED disposed on the downstream end face
- the elements 214-2 are arranged at positions different from each other in the main scanning direction (Y direction).
- FIG. 17 is a schematic diagram showing an arrangement configuration of an ultraviolet irradiation unit using the temporary curing light source unit according to the third configuration example.
- the description of the ink jet head is omitted, and only the arrangement form of the temporary curing light source units 240A and 240B and the main curing light sources 34A and 34B is shown.
- the back side of the LED is displayed to show the arrangement of the UV-LED elements 215 constituting the main curing light sources 34A and 34B.
- the main curing light sources 34A and 34B of FIG. 17 each include 12 UV-LED elements 215, and an LED element array in which six LEDs are arranged at regular intervals in the Y direction is arranged in two lines in the X direction. It has become.
- This LED element group arranged in 6 ⁇ 2 rows has a staggered arrangement in which the upstream LED element row in the X direction and the downstream LED element row are displaced in the Y direction. Note that the number and arrangement of the LEDs constituting the main curing light sources 34A and 34B are not limited to this example.
- a plurality of UV-LED elements 214 are arranged on the end face on the downstream side in the X direction, and a light source box in which an irradiation area can be selected by an LED to be lit. It has a structure.
- the temporary curing light source units 240A and 240B show an example in which each of the four UV-LED elements 214 is arranged in a 2 ⁇ 2 array form of two rows on the upper and lower sides and two rows on the left and right. The form is not limited to this example.
- FIG. 18 is a perspective view of the temporary curing light source unit 240A or 240B as viewed from the lower surface side.
- a temporary curing light source unit 240A, 240B having a common structure is shown in FIG.
- a pattern 248 for adjusting the light amount distribution is formed in a region near the UV-LED element 214 in the light emitting surface 247 of the light diffusion plate 246 disposed on the bottom surface of the housing 242.
- FIG. 19 shows the internal structure of the housing 242.
- the light diffusing plate 246 is not shown.
- a mirror member 252 is arranged in the housing 242 as a divided component that separates the light transmission spaces of the UV-LED elements 214 arranged vertically.
- FIG. 20 is a perspective view showing an example of a divided component (mirror member 252) arranged inside the housing 242.
- the interior of the temporary curing light source unit 240 has a double ceiling structure partitioned by a mirror member 252. Both the upper surface 252A and the lower surface 252B of the mirror member 252 function as reflecting surfaces. Further, the ceiling surface of the frame member 254 constituting the housing 242 (the surface inside the housing 242) also functions as a reflecting surface.
- FIG. 21 is a perspective view showing light rays when the entire surface is irradiated in the temporary curing light source unit 240.
- FIG. 22 is a perspective view showing a state when only the upstream is irradiated, and
- FIG. 23 is a perspective view showing a state when only the downstream is irradiated.
- the light emitted from the two UV-LED elements 214 arranged on the upper stage is a mirror member as shown in FIG.
- the light is reflected by the upper surface side (252 A) of 252 and the top surface 242 A of the housing 242 and guided onto the recording medium 12.
- the irradiation region 261 by the upper LED is an upstream region in the X direction in the entire irradiation range of the temporary curing light source unit 240.
- the light emitted from the two UV-LED elements 214 arranged in the lower stage is reflected on the lower surface side (252B) of the mirror member 252 as shown in FIG. Then, the recording medium 12 is irradiated.
- the irradiation region 262 by the lower LED is a region on the downstream side in the X direction in the entire irradiation range of the temporary curing light source unit 240.
- the arrangement of the mirror member 252 divides the ultraviolet irradiation region into two regions, upstream and downstream, and the respective irradiation regions are divided into nozzle row divided regions (reference numerals 61-1 and 61-2 in FIG. 6). Corresponds to).
- the upstream half is not irradiated with pinning light so that the landing ink spreads on the recording medium 12.
- it is possible to control the amount of light so that the amount of pinning light is lower than the downstream half.
- FIG. 24A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface at the time of full-surface irradiation in the temporary curing light source unit 240 according to the third configuration example
- FIG. 24B is a media conveyance in FIG. It is a graph which shows the illumination intensity distribution cross section (distribution on the centerline (Y direction centerline) of the irradiation area
- FIG. 25A shows the irradiation distribution on the media surface when the downstream side is on and the upstream side is off.
- FIG. 25B is a graph showing an illuminance distribution cross-section (distribution on the center line (Y-direction center line) of the irradiation area on the media surface) in the medium transport direction (X direction) in FIG. .
- FIG. 26A shows the irradiation distribution on the media surface when the downstream side is off and the upstream side is on.
- FIG. 26B is a graph showing an illuminance distribution cross section (distribution on the center line (Y direction center line) of the irradiation area on the media surface) in the medium transport direction (X direction) in FIG. .
- FIG. 27 is an explanatory view schematically showing the layer structure of an image formed by the image forming process according to the second specific example
- FIG. 28 is for forming an image having the layer structure shown in FIG.
- the same or similar parts as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the image shown in FIG. 27 has two image forming layers, a color image layer 82 is formed on the transparent recording medium 12, and a white background layer 80 is formed on the color image layer 82.
- a color image layer 82 is formed on the transparent recording medium 12
- a white background layer 80 is formed on the color image layer 82.
- Step 1 is a process of forming the color image layer 82.
- the left main curing light source 34A in FIG. 28 is indicated by a broken line with reference numeral 34A-2, and the white ink ejection position (the downstream area of the nozzle row 61W). 6-2 (position aligned with the carriage movement direction) (the movement direction is indicated by an upward arrow line). Then, the carriage 30 is scanned in the carriage movement direction, and color ink is ejected onto the recording medium 12 from the upstream region 61-1 of the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, 61LM.
- the color ink immediately after landing on the recording medium 12 from the temporary curing light sources 32A and 32B following the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, and 61LM is reduced in light quantity by scanning the carriage once. 1 to 5 mJ / cm 2 ) of ultraviolet rays are scanned per carriage and temporarily cured to form a gel. By doing so, the landing interference of the color ink is prevented.
- Step 2 is a period from the formation process of the color image layer 82 to the formation process of the white background layer 80, and the adhesiveness between the recording medium 12 and the color image layer 82 is increased by maintaining the temporarily cured state for a predetermined time. In addition, the spread of dots is promoted, the pile height is reduced, and the glossiness of the color image is further improved.
- Step 3 is a process for forming the white background layer 80.
- the white ink discharge position (the already formed color image layer 82) downstream from the color ink discharge position of the recording medium 12 in the recording medium conveyance direction (Lw / 2).
- the carriage 30 (see FIG. 3) is scanned in the carriage movement direction, and white ink is ejected onto the temporarily cured color image layer 82 only from the downstream region 61-2 of the nozzle row 61W.
- an ultraviolet ray having a high light amount equivalent to that of the main curing process (10 mJ / cm 2 per carriage scanning) or more is irradiated to form a white background layer 80 (see FIG. 29), and a color image. Curing of layer 82 is promoted.
- the control of the irradiation areas of the temporary curing light sources 32A and 32B for the white background layer 80 is the same as that described in the first specific example.
- Step 4 is a main curing process, in which a main curing process is performed on the white background layer 80 and the color image layer 82 using a main curing light source 34B disposed on the downstream side of the inkjet head 24 in the recording medium conveyance direction.
- the amount of ultraviolet light in the main curing process is 10 mJ / cm 2 per carriage scan.
- FIG. 29 is an explanatory view schematically showing the layer structure of an image formed by the image forming process according to the third specific example.
- FIG. 30 is a diagram for forming an image having the layer structure shown in FIG. It is explanatory drawing which illustrated typically the structure of the inkjet head 24, and arrangement
- the image shown in FIG. 29 has two image forming layers, a color image layer 82 is formed on the recording medium 12, and a transparent layer 84 is formed on the color image layer 82.
- Step 1 is a process for forming the color image layer 82, and the main curing light source 34A is not moved, but is disposed on the downstream side in the recording medium conveyance direction of the inkjet head 24 (shown with reference numeral 34A-0 in FIG. 30). Then, the carriage 30 is scanned in the carriage movement direction, and the color ink is ejected onto the recording medium 12 from the upstream region 61-1 of the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, 61LM.
- a low light amount (one light is scanned by one carriage scan for the color ink immediately after landing on the recording medium 12 from the temporary curing light sources 32A and 32B following the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, and 61LM. (1-5 mJ / cm 2 ) of ultraviolet rays per scan of the carriage is temporarily cured to form a gel state. By doing so, the landing interference of the color ink is prevented.
- Step 2 is a process for forming the transparent layer 84.
- the carriage 30 is scanned in the carriage movement direction, and the clear ink is ejected from the downstream region 61-2 of the nozzle row 61CL to the temporarily cured color image layer 82.
- the clear ink immediately after landing on the color image layer 82 from the temporary curing light sources 32A and 32B following the nozzle row 61CL is scanned with a single carriage to reduce the amount of light (in comparison with the pinning exposure for the color image layer 82).
- Temporal Alternatively, pinning exposure is not performed on the clear ink. As a result, wetting and spreading of the clear ink is promoted, and the transparent layer can be flattened and made uniform.
- Step 3 is a period from the formation process of the color image layer 82 to the main curing process.
- the portion where the transparent layer 84 is laminated is pulled out from the ejection position of the nozzle row 61 and is located in the ultraviolet irradiation area by the main curing light source 34B.
- Step 4 is a main curing process, in which the main curing light sources 34A and 34B arranged on the downstream side in the recording medium conveyance direction of the ink jet head 24 are used to scan the carriage 30 in the carriage movement direction, and the color image layer 82 and the transparent image.
- the layer 84 is subjected to a main curing process.
- the amount of ultraviolet light in the main curing process is 10 mJ / cm 2 or more per carriage scan.
- FIG. 31 is an explanatory diagram schematically showing the layer structure of an image formed by the image forming process according to the fourth specific example
- FIG. 32 is a diagram for forming an image having the layer structure shown in FIG. It is explanatory drawing which illustrated typically the structure of the inkjet head 24, and arrangement
- the number of image forming layers is 3, and the first color image layer 82-1, the white background layer 80, and the second color image layer 82-2 are laminated on the transparent recording medium 12 in this order.
- the color image layer 82 with the white background layer 80 as the background is visually recognized from both sides of the recording medium 12.
- each nozzle row 61 is divided into an upstream region 61-11, a central region 61-12, and a downstream region 61-13, and the color inks are nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K. , 61LC, 61LM are ejected only from the upstream region 61-11 and the downstream region 61-13, and the white ink is ejected only from the central region 61-12 of the nozzle row 61W.
- the color image layer 82-1 is formed by the color ink ejected from the upstream region 61-11 of the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, 61LM, the recording medium 12 is transported in the recording medium.
- the white background layer 80 formed by the white ink discharged from the central region 61-12 of the nozzle row 61W is formed (laminated) on the color image layer 82-1.
- the downstream area 61- of the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, 61LM A color image layer 82-2 is formed (laminated) with the color ink ejected from 13.
- the temporary curing light sources 32A and 32B correspond to the drawing ranges of the divided nozzle regions (upstream region 61-11, central region 61-12, and downstream region 61-13) of the three divided nozzle rows.
- the area is divided into three in the X direction, and the amount of light is given for each division unit (divided irradiation area) indicated by reference numerals 32A-11, 32A-12, 32A-13, 32B-11, 32B-12, and 32B-13 in FIG. Can be controlled.
- the main curing light source 34A is marked with a white ink discharge position (position aligned with the central region 61-12 of the nozzle row 61W for discharging the white ink in the carriage movement direction) indicated by a broken line with a reference numeral 34A-12.
- the white ink that has been moved and just landed on the recording medium 12 is irradiated with ultraviolet rays of a high light quantity (10 mJ / cm 2 per carriage scan) equal to or higher than the main curing process in one carriage scan. Is done.
- the X direction irradiation width of the main curing light source 34A is a width corresponding to the divided nozzle region (reference numeral 61-12).
- the color ink is subjected to a temporary curing process by ultraviolet irradiation of 1 to 5 mJ / cm 2 per one carriage scan from the temporary curing light sources 32A and 32B, and then the main curing light source 34B (or the main curing light source 34A).
- a temporary curing process by ultraviolet irradiation of 1 to 5 mJ / cm 2 per one carriage scan from the temporary curing light sources 32A and 32B, and then the main curing light source 34B (or the main curing light source 34A).
- ultraviolet irradiation of 10 mJ / cm 2 or more per one carriage scan To the main curing process by ultraviolet irradiation of 10 mJ / cm 2 or more per one carriage scan.
- Step 1 of the image forming process is a process of forming the color image layer 82-1, and the main curing light source 34A is moved to the discharge position of the white ink, and the carriage 30 is scanned in the carriage moving direction, so that the nozzle rows 61Y, 61M, Color ink is ejected onto the recording medium 12 from the upstream region 61-11 of 61C, 61K, 61LC, 61LM.
- the color ink immediately after landing on the recording medium 12 from the temporary curing light sources 32A and 32B following the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, and 61LM can be scanned with a low light amount (single carriage scan). 1 to 5 mJ / cm 2 ) of ultraviolet rays are scanned per carriage and temporarily cured to form a gel. By doing so, the landing interference of the color ink is prevented.
- Step 2 is a period from the formation process of the color image layer 82-1 to the formation process of the white background layer 80.
- the portion where the color image layer 82 is formed is maintained in a temporarily cured state for a certain period of time.
- the adhesion between the layer 82-1 and the recording medium 12 is improved, and the spread of dots and the reduction in pile height are promoted.
- Step 3 is a process for forming the white background layer 80, and the carriage 30 is scanned in the carriage movement direction at the white ink discharge position downstream of the color ink discharge position of the recording medium 12 in the recording medium conveyance direction (Lw / 3). Then, white ink is ejected onto the temporarily cured color image layer 82-1 only from the central region 61-12 of the nozzle row 61W. Then, the white ink just after landing on the recording medium 12 from the main curing light source 34A that scans subsequent to the nozzle row 61W, and the temporarily cured color image layer 82-1 under the white ink are subjected to one time.
- ultraviolet rays having a high light amount (10 mJ / cm 2 or more per carriage scanning) equivalent to the main curing process are irradiated to form a white background layer 80 in which the white ink is substantially cured.
- the light amount control of the irradiation regions of the temporary curing light sources 32A and 32B for the white background layer 80 is the same as that described in the first specific example.
- Step 4 is a process of forming the color image layer 82-2, and the carriage 30 is moved to the carriage at the color ink discharge position downstream from the white ink discharge position of the recording medium 12 further in the recording medium conveyance direction (Lw / 3).
- the color ink is ejected onto the white background layer 80 from the downstream region 61-13 of the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, 61LM.
- the color ink immediately after landing on the recording medium 12 from the temporary curing light sources 32A and 32B following the nozzle rows 61Y, 61M, 61C, 61K, 61LC, and 61LM is reduced in light quantity by scanning the carriage once. 1 to 5 mJ / cm 2 ) of ultraviolet rays are scanned per carriage and temporarily cured to form a gel.
- the landing interference of the color ink that has landed on the white background layer 80 is prevented, and the pre-cured state is maintained for a certain period of time, thereby promoting the spread of dots and the reduction of pile height.
- Step 5 is a period from the formation process of the color image layer 82 to the main curing process, and the color image layers 82-1, 82-1 are used by using the main curing light source 34 B arranged downstream of the inkjet head 24 in the recording medium conveyance direction.
- the main curing process is performed on the white background layer 80 sandwiched between the 82-2 and the color image layers 82-1 and 82-2.
- the amount of ultraviolet light in the main curing process is 10 mJ / cm 2 or more per carriage scan.
- FIG. 33 is a side perspective view illustrating a configuration example of the temporary curing light source unit 300 corresponding to the three-layer image formation described with reference to FIGS. 31 to 32.
- FIG. 34 is a plan perspective view thereof.
- the same or similar elements as those in the first configuration example described in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the temporary curing light source unit 300 shown in FIGS. 33 and 34 has the same basic configuration as the temporary curing light source unit 210 (FIGS. 7 and 8) of the first configuration example, and the LED element array is divided into three sections. It is different in that. That is, the provisional curing light source unit 300 shown in FIGS. 33 and 34 includes a plurality of UV-LED elements 214 arranged along the X direction, and a region 304-1 on the downstream side in the recording medium conveyance direction (X direction). It is divided into three regions, a central region 304-2 and an upstream region 304-3. Two UV-LED elements 214 are provided in each of the divided regions 304-1, 304-2, and 304-3. It is included.
- a light shielding partition member 226 is provided inside the housing 212 as a range regulating member for partitioning the region of the LED element row divided into three.
- the partition member 226 is arranged so as to surround the periphery of the two UV-LED elements 214 belonging to the central region 304-2.
- the UV-LED elements 214 belonging to the central region 304-2 are turned off, and the UV-LED elements 214 belonging to the downstream and upstream regions 304-1 and 304-3 are turned on.
- the amount of light emitted from the UV-LED elements 214 belonging to the central area 304-2 can be changed to the downstream side and the upstream side.
- a mode is also possible in which light is emitted with a lower light intensity than the UV-LED elements 214 belonging to the regions 304-1 and 304-3.
- FIG. 35 is a side perspective view showing another configuration example of the temporary curing light source unit corresponding to the three-layer image formation described in FIGS.
- the same or similar elements as those in the second configuration example described with reference to FIGS. 9 to 11 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the UV-LED elements 214 are arranged on the upstream end surface and the downstream end surface in the same manner as the temporary curing light source unit 210 (FIGS. 9 to 11) of the second configuration example. 19 is different from the second configuration example in that mirror members 312 and 313 similar to the mirror member 252 described in FIG. 19 are arranged inside the housing 232 and the irradiation area is divided into three. .
- FIG. 36 is a perspective view showing a state of irradiating only one-third of the downstream area among the three divided irradiation areas.
- the UV-LED elements 214 arranged on the lower stage of the downstream end face are turned on, and the other UV-LED elements are turned off.
- the light emitted from the UV-LED element 214 that has been turned on is reflected by the lower surface 312A of the mirror member 312 and irradiated onto the recording medium 12.
- FIG. 37 shows an example in which the irradiation is performed on the downstream 1/3 region and the upstream 1/3 region of the three divided irradiation regions, and the central 1/3 region is not irradiated.
- the UV-LED elements 214 arranged at the lower stage of the downstream and upstream end faces are turned on, and the upper UV-LED elements are turned off.
- the light emitted from the UV-LED element 214 that is turned on is reflected by the lower surfaces 312A and 313A of the mirror members 312 and 313, and is irradiated onto the recording medium 12.
- the color layer discharged from the upstream side (see reference numeral 61-11 in FIG. 32) and the downstream side (see reference numeral 61-13) of the nozzle row is subjected to temporary curing exposure, and the intermediate white ink layer is exposed to the intermediate white ink layer. Separation exposure control is realized without performing pinning exposure (or performing pinning exposure with a light amount lower than that of the color layer).
- the reflective surface 312A on the lower surface side of the mirror member 312 in the temporary curing light source unit 310 shown in FIGS. 35 to 37 corresponds to a “first reflective surface”.
- the reflection surface on the lower surface side of the mirror member 234 corresponds to a “second reflection surface”.
- the reflective surface 313A on the lower surface side of the mirror member 313 corresponds to a “third reflective surface”, and the reflective surface on the lower surface side of the mirror member 235 corresponds to a “fourth reflective surface”.
- 37 corresponds to the “first irradiation area”, the area indicated by reference numeral 304-2 is the “second irradiation area”, and the area indicated by reference numeral 304-3 is the “third area”. Is equivalent to.
- FIG. 38 (a) is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface at the time of 1/3 irradiation described in FIG.
- FIG. 38B is a graph showing an illuminance distribution cross section (distribution on the center line (Y direction center line) of the irradiation area on the media surface) in the medium transport direction (X direction) in FIG. .
- FIG. 39 (a) is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface when the central 1/3 region described in FIG. 37 is not irradiated (when the downstream and upstream regions are irradiated).
- FIG. 39B is a graph showing an illuminance distribution cross-section (distribution on the center line (Y direction center line) of the irradiation area on the media surface) in the medium transport direction (X direction) in FIG. .
- FIG. 40 is a perspective view showing another configuration example of the temporary curing light source unit applicable to image formation with a three-layer structure.
- the same or similar elements as those in the configuration of the temporary curing light source unit 240 of the third configuration example described with reference to FIGS. Omitted.
- the temporary curing light source unit 350 of FIG. 40 is common to the temporary curing light source unit 240 of the third configuration example in that a plurality of UV-LED elements 214 are arranged on one end face of the upstream side or the downstream side. As shown in FIGS. 41 and 42, a partition member 362 that separates the left and right of the lower two UV-LED elements 214 into the upstream side and the downstream side is arranged inside the housing, and the irradiation area is divided into three. This is different from the third configuration example. Each surface of the partition member 362 functions as a reflective surface.
- UV-LED elements 214 When irradiating the entire range of the nozzle row with ultraviolet rays, all the UV-LED elements 214 are turned on. When turning off the ultraviolet irradiation only in the central irradiation region, one of the lower UV-LED elements 214 (back in FIG. 40) is turned off. The other UV-LED element in the lower stage (front side in FIG. 40) is turned on, but light emitted from the UV-LED element is reflected by the reflecting surfaces 362A, 362B, 362C, etc. of the partition member 362, and the light passage part 364 To the recording medium 12. Further, light emitted from the upper UV-LED element 214 is reflected by the upper surface of the partition member 362 and the inner surface of the housing, and is guided onto the recording medium 12. In this way, it is possible to perform separate exposure control in which only the central area is turned off (low light intensity).
- the combination of the reflective surfaces 362A, 362B, 362C corresponds to the “fifth reflective surface”.
- the combination of the reflective surfaces 362D, 362E, and 362F by the partition member 362 corresponds to the “sixth reflective surface”
- the reflective surface by the top surface of the housing 242 corresponds to the “seventh reflective surface”.
- one of the lower front side corresponds to “actinic light emitting element belonging to the first group”
- one of the lower stage is “second group” It corresponds to an actinic ray light emitting device belonging to.
- the two UV-LED elements 214 arranged in the upper stage correspond to “actinic light emitting elements belonging to the third group”.
- UV-LED elements 214 since four UV-LED elements 214 are used, one or two UV-LED elements belong to each group. However, the number of light-emitting elements for each group is limited to this example. Not. It is sufficient that at least one light emitting element is included in each group.
- FIG. 43A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface when the entire surface is irradiated in the temporary curing light source unit 350 of the sixth configuration example.
- FIG. 43B is a graph showing an illuminance distribution cross section (distribution on the center line (Y direction center line) of the irradiation area on the media surface) in the medium transport direction (X direction) in FIG. 43A. .
- FIG. 44A is a diagram showing an irradiation distribution on the media surface when only the central 1/3 region is not irradiated in the temporary curing light source unit 350 of the sixth configuration example.
- FIG. 44B is a graph showing an illuminance distribution cross section (distribution on the center line (Y direction center line) of the irradiation area on the media surface) in the medium transport direction (X direction) in FIG. .
- the main curing light source 34A is automatically set to white.
- a mode in which the ink is moved to the ink discharge position is preferable.
- the layer formation mode can be switched in accordance with an input signal from an input device (shown with reference numeral 122 in FIG. 50) described later.
- a cam mechanism that presses the main curing light source 34A outside the image forming area in the carriage movement direction and the main curing light source 34A are set at predetermined positions.
- a light source moving unit including a lock mechanism (stopper) to be locked.
- FIG. 45 is a perspective view showing a configuration of a light source moving unit 35 ′ including the cam mechanism (cam 35 A ′) and the lock mechanism (stoppers 35 B ′, 35 C ′, etc.) described above.
- the cam roller 35D ′ provided on the bottom surface of the main curing light source 34A moves along the cam curve formed on the cam 35A ′, and the main curing light source 34A moves along the slide shafts 35E ′ and 35F ′.
- Slide in the sub-scanning direction X illustrated by white arrow lines in FIG. 47).
- the main curing light source 34A is urged to the downstream side in the recording medium conveyance direction of the inkjet head 24 by the pressing springs 35G ′ and 35H ′ (the direction opposite to the white arrow line shown in FIG. 47), and the slide shaft 35E ′. , 35F ′ are provided with stoppers 35I ′, 35J.
- a claw portion 35K ′ provided on the bottom surface of the main curing light source 34A is provided on the carriage 30 corresponding to the stop position of the main curing light source 34A, and upwards by springs (elastically deforming members) 35L ′ and 35M ′ from below.
- springs elastically deforming members
- the stopper 35C ′ corresponds to the fixed position of the main curing light source 34A denoted by reference numeral 34A-1 in FIG. 6, and the stopper 35B ′ is the fixed position of the main curing light source 34A denoted by reference numeral 34A-2 in FIG. It corresponds to.
- FIG. 46 is a perspective view showing an unlocked state of the light source moving mechanism shown in FIG.
- the unlocking cams 35N ′ and 35O ′ cause the locking mechanisms 35B ′ and 35C ′ to move.
- the end opposite to the end engaged with the claw portion 35K ′ is pushed up, and the end engaged with the claw portion 35K ′ of the lock mechanisms 35B ′ and 35C ′ is pushed downward, and the lock mechanism 35B ′ (35C The engagement between ') and the claw portion 35K' is released.
- the main curing light source 34A is moved to the downstream side in the recording medium conveyance direction of the inkjet head 24 by the elastic force (restoring force) of the pressure springs 35G ′ and 35H ′, and the main curing light source 34A is moved to the slide shafts 35E ′ and 35F ′.
- the stoppers 35I 'and 35J' provided at the ends of the stoppers and stop at this position.
- FIG. 47 is a plan view showing the arrangement of the light source moving mechanism shown in FIG.
- the cam 35 ⁇ / b> A ′ and the unlocking cams 35 ⁇ / b> N ′ and 35 ⁇ / b> O ′ are provided outside the image forming region, and other structures are mounted on the carriage 30.
- the main curing light source 34A is automatically moved to the discharge position of the white ink by moving the carriage 30 to the position of the cam mechanism (lock mechanism, unlock mechanism) provided outside the image forming area. It becomes possible.
- the display panel displays the position of the main curing light source 34A. It is also preferable to display the effect. In such a mode, a mode in which the operator visually recognizes information displayed on the display panel and manually changes the position of the main curing light source 34A is also conceivable.
- the sensitivity (curing speed) to the activating light beam in the present invention is defined as follows. First, after forming an ink film with a constant film thickness, it is exposed stepwise while increasing the exposure amount, and the ink-jet paper is rubbed against the film, and it is visually confirmed whether or not the transferred material adheres to the rubbed ink-jet paper. .
- An ink that requires a large amount of exposure until there is no ink adhering to the rubbed inkjet paper is defined as an ink having a relatively low sensitivity to ultraviolet rays.
- black ink, white ink, and metallic ink are generally listed as inks having low sensitivity to ultraviolet rays. These inks have poor light transmission from the ultraviolet region to the visible region, and may take longer to cure than color inks such as yellow, cyan, and magenta inks.
- inks with relatively low sensitivity to ultraviolet rays such as black ink, white ink, and metallic ink
- color inks such as yellow, cyan, and magenta inks
- broad in the ultraviolet region to the visible light region 200 nm to 700 nm. Since it has an absorption characteristic (corresponding to a wide frequency band), it is difficult to transmit both short wave light and long wave light.
- the light transmittance of the above-mentioned color ink of 365 nm ultraviolet light which is the main peak wavelength in many light sources, is compared to white ink etc. It is about 1.5 times to 10 times.
- an ultraviolet light emitting diode having only a long wave emission wavelength (365 nm to 405 nm)
- it is essential to increase the wavelength of the initiator thereby causing the cured film to yellow. May end up.
- the amount of initiator is limited in clear ink or the like in which yellowing is conspicuous, and the sensitivity to ultraviolet rays is low and curing is slow.
- FIG. 48 is an explanatory view schematically showing a modification of the main curing light source 34A.
- the unit module of the main curing light source 34A shown in the figure is formed into a cassette, and cassette (main curing light source unit module) insertion portions 160, 162, and 164 to which the main curing light source unit module is attached to the carriage 30 (see FIG. 3) are provided. ing.
- cassette insertion portions 160, 162, and 164 are provided from the upstream side in the recording medium conveyance direction.
- the length of the ultraviolet irradiation area of the main curing light source unit module in the recording medium conveyance direction is (total length Lw of nozzle row / maximum number of image forming layers Nmax).
- FIG. 49 is a block diagram showing the configuration of the ink supply system of the inkjet recording apparatus 10.
- the ink stored in the ink cartridge 36 is sucked by the supply pump 70 and sent to the inkjet head 24 via the sub tank 72.
- the sub tank 72 is provided with a pressure adjusting unit 74 for adjusting the pressure of the ink inside.
- the pressure adjusting unit 74 includes a pressure increasing / decreasing pump 77 communicating with the sub tank 72 via the valve 76, and a pressure gauge 78 provided between the valve 76 and the pressure increasing / decreasing pump 77.
- the pressure increasing / decreasing pump 77 operates to suck ink in the sub tank 72, and the internal pressure of the sub tank 72 and the internal pressure of the inkjet head 24 are maintained at negative pressure.
- the pressure increasing / decreasing pump 77 operates to pressurize the ink in the sub tank 72, and the inside of the sub tank 72 and the inside of the ink jet head 24 are forcibly pressurized.
- the ink inside is discharged through the nozzle.
- the ink forcibly discharged from the inkjet head 24 is accommodated in the ink receiver of the cap (not shown) described above.
- FIG. 50 is a block diagram showing the configuration of the inkjet recording apparatus 10.
- the ink jet recording apparatus 10 is provided with a control device 102 as control means.
- a control device 102 for example, a computer having a central processing unit (CPU) can be used.
- the control device 102 functions as a control device that controls the entire inkjet recording apparatus 10 according to a predetermined program, and also functions as a calculation device that performs various calculations.
- the control device 102 includes a recording medium conveyance control unit 104, a carriage drive control unit 106, a light source control unit 108, an image processing unit 110, and an ejection control unit 112. Each of these units is realized by a hardware circuit or software, or a combination thereof.
- the recording medium conveyance control unit 104 controls the conveyance driving unit 114 for conveying the recording medium 12 (see FIG. 1).
- the conveyance drive unit 114 includes a drive motor that drives the nip roller 40 shown in FIG. 2 and a drive circuit thereof.
- the recording medium 12 conveyed on the platen 26 is intermittently fed in the sub-scanning direction in units of swath widths in accordance with the reciprocating scanning (movement of the printing pass) in the main scanning direction by the inkjet head 24.
- the main scanning drive unit 116 includes a drive motor connected to a moving mechanism of the carriage 30 and a control circuit thereof.
- the light source control unit 108 is a control unit that controls the light emission of the temporary curing light sources 32A and 32B via the light source drive circuit 118 and the light emission of the main curing light sources 34A and 34B via the light source drive circuit 119.
- UV lamps such as UV-LED elements (ultraviolet LED elements) and metal halide lamps are applied as the temporary curing light sources 32A and 32B and the main curing light sources 34A and 34B.
- the control device 102 is connected to an input device 122 such as an operation panel and a display device 120.
- the input device 122 is means for manually inputting an external operation signal to the control device 102.
- various forms such as a keyboard, a mouse, a touch panel, and operation buttons can be adopted.
- Various forms such as a liquid crystal display, an organic EL display, and a CRT can be adopted for the display device 120.
- the operator can select a drawing mode, input printing conditions, and input / edit attached information.
- Various information such as input contents and search results are displayed on the display device 120. It can be confirmed through the display.
- the ink jet recording apparatus 10 is provided with an information storage unit 124 for storing various types of information and an image input interface 126 for taking in image data for printing.
- the image input interface 126 may be a serial interface or a parallel interface.
- a buffer memory (not shown) for speeding up communication may be mounted.
- the image data input via the image input interface 126 is converted into printing data (dot data) by the image processing unit 110.
- the dot data is generally generated by performing color conversion processing and halftone processing on multi-tone image data.
- the color conversion process is a process of converting image data expressed in sRGB or the like (for example, 8-bit image data for each RGB color) into color data for each ink color used in the inkjet recording apparatus 10.
- Halftone processing is processing for converting color data of each color generated by color conversion processing into dot data of each color by processing such as an error diffusion method or a threshold matrix.
- Various known means such as an error diffusion method, a dither method, a threshold matrix method, and a density pattern method can be applied as the halftone processing means.
- Halftone processing generally converts gradation image data having gradation values of 3 or more into gradation image data having gradation values less than the original gradation value. In the simplest example, it is converted into binary (dot on / off) dot image data, but in halftone processing, it corresponds to the dot size type (for example, three types such as large dot, medium dot, small dot). It is also possible to perform multi-level quantization.
- the binary or multi-valued image data (dot data) obtained in this way controls the drive (on) / non-drive (off) of each nozzle, and in the case of multiple values, controls the droplet amount (dot size).
- used as ink ejection data droplet ejection control data.
- the ejection control unit 112 generates an ejection control signal for the head drive circuit 128 based on the dot data generated by the image processing unit 110. Further, the discharge control unit 112 includes a drive waveform generation unit (not shown).
- the drive waveform generation unit is a means for generating a drive voltage signal for driving an ejection energy generation element (in this example, a piezo element) corresponding to each nozzle of the inkjet head 24.
- the waveform data of the drive voltage signal is stored in advance in the information storage unit 124, and waveform data to be used is output as necessary.
- the signal (drive waveform) output from the drive waveform generation unit is supplied to the head drive circuit 128. Note that the signal output from the drive waveform generation unit may be digital waveform data or an analog voltage signal.
- a common driving voltage signal is applied to each ejection energy generating element of the inkjet head 24 via the head driving circuit 128, and the switching element is connected to the individual electrode of each energy generating element according to the ejection timing of each nozzle. By switching on / off (not shown), ink is ejected from the corresponding nozzle.
- the information storage unit 124 stores a program executed by the CPU of the control device 102, various data necessary for control, and the like.
- the information storage unit 124 stores resolution setting information according to the drawing mode, the number of passes (the number of scan repetitions), control information for the temporary curing light sources 32A and 32B, and the main curing light sources 34A and 34B.
- the encoder 130 is attached to the drive motor of the main scanning drive unit 116 and the drive motor of the transport drive unit 114, and outputs a pulse signal corresponding to the rotation amount and rotation speed of the drive motor. Is sent to the controller 102. Based on the pulse signal output from the encoder 130, the position of the carriage 30 and the position of the recording medium 12 are grasped.
- the sensor 132 is attached to the carriage 30, and the width of the recording medium 12 is grasped based on the sensor signal obtained from the sensor 132.
- the control device 102 controls the operation of the light source moving unit 35 of the main curing light sources 34A and 34B. For example, when the selection information of the image forming process and the position information of the main curing light sources 34A and 34B are input from the input device 122, the main curing light source 34A (34B) is moved to a position corresponding to the image forming process.
- the pinning exposure area can be divided and controlled corresponding to the divided area of the nozzle row, so that an appropriate curing process can be realized for each ink layer.
- the pinning exposure area can be divided and controlled corresponding to the divided area of the nozzle row, so that an appropriate curing process can be realized for each ink layer.
- the ultraviolet light having a low light intensity from the temporary curing light sources 32A and 32B immediately after ejection.
- the main curing light sources 34A and 34B To make a temporary curing state, and move either one of the main curing light sources 34A and 34B to a discharge position of an ink (white ink) that has poor ultraviolet transmission properties (low sensitivity to ultraviolet rays) and is slow to cure, Since the ink which has low sensitivity to ultraviolet rays and is cured slowly is irradiated with a high amount of ultraviolet rays from the main curing light source 34A (34B) immediately after ejection, the amount of ultraviolet rays (irradiation energy) depends on the ink used for the image to be drawn. (Quantity) is optimized, and it is possible to form an image in which two or more types of inks having different sensitivities are layered.
- the color ink and the clear ink are irradiated with a low amount of ultraviolet light from the temporary curing light sources 32A and 32B immediately after droplet ejection (landing on the recording medium) to be temporarily cured, and after the dot development time has elapsed, After the pile height is made uniform, the main curing light source 34B (34A) is irradiated with a high amount of ultraviolet light to be in a main curing state. Therefore, it is possible to increase the dot gain by taking the dot development time from the pre-curing to the main curing, and further improving the graininess of the image by taking the time to equalize the pie height. To do.
- At least one of the main curing light sources 34A and 34B can be configured to be movable in parallel in the recording medium conveyance direction, and can be selectively disposed at a discharge position of ink that has low sensitivity to ultraviolet rays and is slow to cure.
- the irradiation areas of the main curing light sources 34A and 34B are determined in accordance with the ejection range of the ink that is low in sensitivity to ultraviolet rays and slow in curing (the total length Lw of the nozzle row / the number of image forming layers (number of divisions) N), Only a low-sensitivity and slow-curing ink is selectively irradiated with a high amount of ultraviolet light, and problems due to a difference in curing time between the inks can be avoided.
- nozzle arrangement is not limited to this example.
- a two-row zigzag arrangement, or a multi-row matrix arrangement or other two-dimensional arrangement may be used.
- the nozzle rows 61 for each color are arranged in a plurality of rows (the same number of ink colors) at a constant nozzle row pitch along the main scanning direction (Y direction).
- the interval between the nozzle rows in the direction is not necessarily constant.
- the temporary curing light sources 32A and 32B and the main curing light sources 34A and 34B are symmetrically arranged on both sides of the inkjet head 24 in the main scanning direction (arranged symmetrically with respect to the center line), and reciprocating scanning (both sides).
- a mode in which a temporary curing light source and a main curing light source are disposed only on one side of the inkjet head 24 and drawing is performed during one-way scanning is also possible.
- ⁇ Modification 5> The first to fourth specific examples can be appropriately combined. For example, a mode in which a white background layer is formed on a recording medium, a color image is formed on the white background layer, and a transparent layer is formed on the color image is also possible.
- Recording medium is a generic term for media to which ink is attached, and includes what is called by various terms such as a printing medium, a recording medium, an image forming medium, an image receiving medium, an ejection medium, and a blind medium.
- the material, shape, etc. of the recording medium are not particularly limited, and a print on which a resin sheet such as continuous paper, cut paper, seal paper, OHP sheet, film, cloth, nonwoven fabric, wiring pattern, or the like is formed. It can be applied to various media regardless of the substrate, rubber sheet, and other materials and shapes.
- a first nozzle row in which a plurality of nozzles for discharging a first ink that is cured by irradiation with actinic rays is arranged, and a plurality of nozzles for discharging a second ink having curing characteristics different from those of the first ink.
- An inkjet head having a plurality of nozzle rows including a plurality of nozzle rows, and the recording head to which the first ink and the second ink ejected from the inkjet head are attached.
- An output control unit an actinic ray irradiating unit that irradiates the ink attached on the recording medium with the actinic ray, and a range in which the actinic ray is irradiated by the actinic ray irradiating unit corresponds to the divided nozzle regions
- an irradiation region dividing unit that divides the light into a plurality of divided irradiation regions, and a light amount control unit that controls a light amount for each of the divided irradiation regions divided by the irradiation region dividing unit.
- the discharge control unit controls the discharge of each ink including the first ink and the second ink for each unit of the divided nozzle region, and the recording medium A layer of ink ejected from each divided nozzle region is formed thereon, and the ink ejection of the inkjet head is controlled so as to stack a plurality of layers formed by ink ejected from different divided nozzle regions.
- the first ink is a color ink
- the second ink is a white ink or a clear ink.
- the white ink or the clear ink can be exposed differently from the color ink, and the banding phenomenon of the white background layer or the transparent layer can be avoided.
- Aspect 4 In the ink jet recording apparatus according to Aspect 3, it corresponds to the divided nozzle region for discharging the white ink or the clear ink, as compared with the amount of light for the divided irradiation region corresponding to the divided nozzle region for discharging the color ink.
- region is made into the low light quantity.
- the landing droplets of the white ink and the clear ink are easily spread and the layer can be flattened and made uniform.
- the color ink is ejected from any one of the plurality of divided nozzle regions, and the color layer is formed on the recording medium by the ejected color ink. Is formed as a base layer of the color layer or laminated on the color layer, and the divided nozzle region is different from the divided nozzle region forming the color layer among the divided nozzle regions.
- a white ink is ejected, and a white layer is laminated on the recording medium by the ejected white ink.
- a color layer is formed on a white background layer and an aspect in which a white background layer is formed on a color layer.
- a white background layer is formed on the color layer, and further a color layer is formed on the white background layer.
- the color ink is discharged from any one of the plurality of divided nozzle regions, and the color layer is formed on the recording medium by the discharged color ink. Is formed as a base layer of the color layer or laminated on the color layer, and the divided nozzle region is different from the divided nozzle region forming the color layer among the divided nozzle regions.
- a clear ink is ejected, and a clear layer is laminated and formed on the recording medium by the ejected clear ink.
- the actinic ray irradiation means moves together with the ink jet head by the scanning means and incompletely cures ink adhering to the recording medium. Separately from the first actinic ray irradiating means as a temporary curing means for irradiating the actinic light to the extent to be generated, and the book for irradiating the actinic rays for main curing the ink on the recording medium. And a second actinic ray irradiation unit as a curing unit.
- segmentation irradiation is preferable about the means to irradiate the actinic light for temporary hardening exposure.
- the inkjet head, the temporary curing light source, and the main curing light source are integrally mounted on a carriage, and the scanning unit makes the carriage relative to the recording medium. It is preferable to move.
- the second actinic light irradiation means is disposed outside the first actinic light irradiation means with respect to the first direction from the ink jet head, and the ink jet
- the recording apparatus includes an irradiation position changing unit for moving the second actinic ray irradiation unit in the second direction to a position corresponding to the drawing range of the divided nozzle region.
- the actinic ray irradiation means can be moved so that the irradiation range of the actinic ray corresponds to the ink ejection position that is relatively low in sensitivity to actinic rays and slow in curing, and the curing sensitivity between the inks. It is possible to avoid abnormalities due to differences.
- (Aspect 9) In the ink jet recording apparatus according to Aspect 8, out of a plurality of types of ink including the first ink and the second ink, the ink is positioned at a position where a relatively low sensitivity to actinic rays is low and curing is slow.
- the position of the second actinic ray irradiation means is set so that the irradiation range of the actinic ray of the second actinic ray irradiation means corresponds.
- the second actinic ray irradiation means (main curing means) is disposed at a position corresponding to the divided nozzle region for discharging the white ink having a lower sensitivity than the color ink.
- the actinic ray irradiation unit includes a light emitting element array in which a plurality of actinic light emitting elements are arranged, and the irradiation area dividing unit includes A range regulating member is provided that divides the light emitting element row into a plurality of areas and regulates the emission range of actinic rays from the actinic light emitting elements in each area.
- the irradiation area can be adjusted in accordance with the divided nozzle area by dividing the light emitting element row into areas corresponding to the divided nozzle areas.
- the actinic ray irradiating means includes actinic light emitting elements disposed on both end faces in the second direction, and the actinic ray emission.
- a reflective surface that reflects the actinic light emitted from the element toward the recording medium, and the light amount control means controls a light emission amount of the actinic light emitting element disposed on each surface of the both end surfaces.
- the separation of the irradiation area corresponding to the divided nozzle area is possible by controlling the light emission of the light emitting elements on each end surface by arranging the light emitting elements on both the upstream and downstream end faces in the second direction.
- the actinic ray irradiating means includes a plurality of actinic light emitting elements disposed on each end surface, and is disposed on one end surface of the end surfaces.
- a first reflecting surface that reflects actinic rays emitted from a part of the actinic light emitting elements and guides the actinic rays to the first irradiation region, and one end face are disposed.
- a second reflecting surface that reflects actinic rays emitted from other actinic light emitting devices among the plurality of actinic light emitting devices and guides actinic rays to a second irradiation region different from the first irradiation region;
- the actinic rays emitted from some actinic light emitting elements are reflected to reflect the first irradiation region and the second irradiation.
- the actinic ray irradiating means includes a plurality of actinic light emitting elements arranged only on one end face of both end faces in the second direction.
- a first reflecting surface that reflects actinic rays emitted from a part of the actinic light emitting elements and guides the actinic rays to the first irradiation region, and the plurality of actinic rays.
- the actinic rays emitted from some other actinic light emitting elements other than the actinic light emitting elements are reflected to guide the actinic rays to a second irradiation area different from the first irradiation area.
- the second light-reflecting surface, wherein the light amount control means controls light emission amounts of the part of the actinic light emitting elements and the other part of the actinic light emitting elements.
- the division control of the irradiation region can be realized by the configuration in which the actinic light emitting element is disposed only on one of the end surfaces on the upstream side or the downstream side in the second direction.
- the actinic ray irradiating means emits a plurality of actinic light rays of three or more only on one end face of both end faces in the second direction.
- a plurality of actinic light emitting elements are divided into a first group, a second group and a third group, and among the plurality of actinic light emitting elements, the active light belonging to the first group is arranged.
- a fifth reflecting surface that reflects actinic rays emitted from the light-emitting elements and guides the actinic rays to the first irradiation region; and actinic light-emitting elements belonging to the second group among the plurality of actinic-light-emitting elements
- a sixth reflecting surface that reflects the emitted actinic rays and guides the actinic rays to a second irradiation region different from the first irradiation region; and an active light belonging to the third group among the plurality of actinic light emitting elements.
- a seventh reflecting surface that reflects the active light emitted from the light emitting element and guides the light to a third irradiation region that is different from both the first irradiation region and the second irradiation region;
- the light emission amounts of the plurality of actinic light emitting elements are controlled in units of the first group, the second group, and the third group.
- the actinic light irradiation step of irradiating the actinic light, and the range irradiated with the actinic light corresponding to each of the divided nozzle regions is divided into a plurality of divided irradiation regions, and the divided irradiation regions are divided And an actinic ray irradiation step of irradiating the actinic ray by controlling the amount of light with respect to each region.
- Main scanning drive unit 118, 119 ...
- Light source drive circuit, 128 ... Discharge control unit 210 ... Temporary curing light source unit , 212 ... Housing, 214, 215 ... UV-LED element, 226 ... Partition member, 230 ... Temporary curing light source unit, 232 ... Housing, 235 ... Reflecting surface, 240 ... Temporary hardening
Landscapes
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- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
Abstract
各インクの活性光線の吸収特性の違いや各インクで形成すべき層の性質に合わせて好ましい硬化処理を実現する。 第1インクを吐出させる第1ノズル列(61Y,M,C,K,LC,LM)と、第2インクを吐出させる第2ノズル列(61W)と、を含んだインクジェットヘッド(24)を第1方向に往復移動させる走査手段と、インクジェットヘッド(24)に対して記録媒体を第2方向に相対移動させる相対移動手段と、ノズル列(61)を第2方向に複数の領域に分割し、各分割ノズル領域の単位(61-1、61-2)ごとにインク吐出を制御する吐出制御手段と、記録媒体上に付着したインクに活性光線を照射する活性光線照射手段(32A、32B)と、各分割ノズル領域に対応して照射範囲を複数の領域(32A-1,32A-2、32B-1、32B-2)に分割する照射領域分割手段と、分割された分割照射領域の光量を領域別に制御する光量制御手段と、を備える。
Description
本発明はインクジェット記録装置及び画像形成方法に係り、特に紫外線等の活性光線の照射によって硬化するインクを用いるインクジェット方式の画像形成技術に関する。
従来、汎用の画像形成装置として、インクジェットヘッドからカラーインクを吐出させて、記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。近年、紙などの浸透性を有する媒体だけでなく、樹脂フィルムなどの非浸透性(難浸透性)媒体が使用されるようになり、活性光線として紫外線を照射して媒体上に着弾したインクを硬化させる装置が提案されている。かかる装置に適用される紫外線硬化型インクは、紫外線に対して所定の感度を有する開始剤が含有されている。
紫外線硬化型インクが適用されるインクジェット記録装置では、インクジェットヘッドが搭載されるキャリッジに紫外線照射用の光源を搭載し、紫外線光源をインクジェットヘッドに追従して走査させ、媒体に着弾した直後のインク液滴に紫外線を照射して、インク液滴の位置ずれや着弾干渉を回避している。
特許文献1は、インクジェットヘッドの主走査方向の両側に配置された硬化用光源が記録媒体の搬送方向下流側に移動可能に構成された、紫外線硬化型のプリントシステムを開示している。特許文献1に記載されたプリントシステムは、インク打滴の直後に低光量の紫外線を照射してインク液滴を半硬化(仮硬化)させ、一定時間経過した後に高光量の紫外線を照射してインク液滴を本硬化させている。
打滴直後のインク滴の移動、変形を阻止する程度に、インクを部分的に硬化させる工程は、「仮硬化」、「部分硬化」、「半硬化」、「ピニング(pinning)」或いは「セット(set)」などと呼ばれる。本明細書では「仮硬化」、「ピニング」等という用語を用いる。一方、仮硬化後に、さらなるUV照射を行い、インクを十分に硬化させる工程は「本硬化」或いは「キュアリング(curing)」と呼ばれる。
特許文献1に記載のようにピニング露光とキュアリング露光とを分離することによって、インクの硬化制御性を改善することが可能となった。すなわち、仮硬化と本硬化の間に時間的間隔を置くことで、硬化したインクと媒体との密着性を高めることが可能になった。また、インクを固めるキュアリングを下流側でまとめて行うことで、シングリング打滴しながらのピニングとキュアリングを同時に行う照射方式に較べて、隣接するインク間の積算光量が総じて同程度になる。これにより表面の硬化(ブロッキング)性が改善されるという利点となった。
しかしながら、例えば、カラーインクの他に、白インクや透明(クリア)インクを吐出するためのノズル列を具備したインクジェットヘッドを用い、当該ヘッドのノズル列を分割して、各分割ノズル領域からの吐出によって、カラー層、カラー層の下地となる白インク層(白地層)、或いは、カラー層上にあって光沢性を改善するクリアインク層(透明層)を媒体上に積層形成する場合に、従来の構成を適用すると、白インク層や透明層にバンディング現象が顕著となる可能性があった。ここでバンディング現象と呼ぶものは、マルチパス印字によるスワス幅周期に対応して光沢性が異なる現象を指す。
この現象について更に評価、考察を深めた結果、カラー層を形成するカラーインク、白インク、及びクリアインクのインク種ごとに紫外線照射光量に対する硬化性能が異なるため、バンディング縞が顕著に目立つ場合があることが判明した。特許文献1に記載されたプリントシステムは、仮硬化と本硬化の光量を変えているものの、すべてのインクに照射される光量は概ね同一である。カラーインクの層とホワイトインクやクリアインクの層を積層させる画像形成では、インクごとの紫外線の吸収特性の違いに起因する上記課題を解決することは困難である。
また、下地層としての白インク層や、最表層で光沢性を改善する透明層では、カラー層と違ってドット解像度があまり要求されず、むしろ層の平坦性、均一性が重要視される傾向がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、各インクの活性化エネルギーの吸収特性の違いや各インクで形成すべき層の性質に合わせて好ましい硬化処理が実現されるインクジェット記録装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
本発明は前記目的を達成するために、活性光線の照射によって硬化する第1インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第1ノズル列と、前記第1インクと異なる硬化特性を持つ第2インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第2ノズル列と、を含んだ複数のノズル列を有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出された前記第1インク及び前記第2インクを付着させる記録媒体に対して前記インクジェットヘッドを第1方向に往復移動させる走査手段と、前記インクジェットヘッドに対して前記記録媒体を前記第1方向と平行でない第2方向に相対移動させる相対移動手段と、前記ノズル列を前記第2方向に複数の領域に分割し、前記分割された各分割ノズル領域の単位ごとに前記インクジェットヘッド部のインク吐出を制御する吐出制御手段と、前記記録媒体上に付着したインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射手段と、前記活性光線照射手段による前記活性光線の照射範囲を前記各分割ノズル領域に対応して複数の領域に分割する照射領域分割手段と、前記照射領域分割手段によって分割された分割照射領域の光量を領域別に制御する光量制御手段と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。
また、活性光線の照射によって硬化する第1インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第1ノズル列と、前記第1インクと異なる硬化特性を持つ第2インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第2ノズル列と、を含んだ複数のノズル列を有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して第1方向に移動させる走査工程と、前記インクジェットヘッドに対して前記記録媒体を前記第1方向と平行でない第2方向に相対移動させる相対移動工程と、複数の前記ノズル列の各々を前記第2方向に複数の領域に分割した分割ノズル領域の各々お単位ごとに前記インクジェットヘッドのインク吐出を制御する吐出制御工程と、前記吐出制御工程によって前記インクジェットヘッドから吐出され、前記記録媒体上に付着したインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射工程であって、前記分割ノズル領域のそれぞれに対応して前記活性光線が照射される範囲が複数の分割照射領域に分割され、分割された前記分割照射領域に対する光量を領域別に制御して前記活性光線の照射を行う活性光線照射工程と、を有することを特徴とする画像形成方法を提供する。
他の発明態様については、明細書及び図面の記載により明らかにする。
本発明によれば、ノズル列の領域分割に合わせて活性光線の照射領域が分割され、分割ノズル領域に対応した照射領域の調整が可能である。これにより、分割ノズル領域ごとに適切な硬化処理を行うことができる。本発明によって、白地層や透明層を形成する際のインク吐出領域に対して活性光線の照射を抑制することが可能となり、層の平坦化、均一化が促進され、バンディング現象を回避することができる。
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
(第1実施形態)
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図1は本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。このインクジェット記録装置10は、紫外線硬化型インク(UV硬化インク)を用いて記録媒体12上にカラー画像を形成するワイドフォーマットプリンタである。ワイドフォーマットプリンタは、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するのに好適な装置である。ここでは、A3ノビ(一般的には483mm×329mmだが、正確な寸法の決まりはなく、A3(420mm×297mm)より少し大きいサイズが含まれうる)以上に対応するものを「ワイドフォーマット」と呼ぶ。
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図1は本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。このインクジェット記録装置10は、紫外線硬化型インク(UV硬化インク)を用いて記録媒体12上にカラー画像を形成するワイドフォーマットプリンタである。ワイドフォーマットプリンタは、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するのに好適な装置である。ここでは、A3ノビ(一般的には483mm×329mmだが、正確な寸法の決まりはなく、A3(420mm×297mm)より少し大きいサイズが含まれうる)以上に対応するものを「ワイドフォーマット」と呼ぶ。
インクジェット記録装置10は、装置本体20と、この装置本体20を支持する支持脚22とを備えている。装置本体20には、記録媒体(メディア)12に向けてインクを吐出するドロップオンデマンド型のインクジェットヘッド24と、記録媒体12を支持するプラテン26と、ヘッド移動手段(走査手段)としてのガイド機構28及びキャリッジ30とが設けられている。
ガイド機構28は、プラテン26の上方において、記録媒体12の搬送方向(X方向)に直交し且つプラテン26の媒体支持面と平行な走査方向(Y方向)に沿って延在するように配置されている。キャリッジ30は、ガイド機構28に沿ってY方向に往復移動可能にガイド機構28により支持されている。キャリッジ30には、インクジェットヘッド24が搭載されるとともに、記録媒体12上のインクに紫外線を照射する仮硬化光源(ピニング光源)32A,32Bと、本硬化光源(キュアリング光源)34A,34Bとが搭載されている。
仮硬化光源32A,32Bは、インクジェットヘッド24から吐出されたインク滴が記録媒体12に着弾した後に、隣接液滴同士が合一化しない程度にインクを仮硬化させるための紫外線を照射する光源である。本硬化光源34A,34Bは、仮硬化後に追加露光を行い、最終的にインクを完全に硬化(本硬化)させるための紫外線を照射する光源である。詳細は後述するが、本硬化光源34A,34Bのいずれか一方又は両方は、インクジェットヘッド24及び仮硬化光源32A,32BとY方向について並ぶように、X方向へ移動可能に構成されている。
キャリッジ30上に配置されたインクジェットヘッド24、仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bは、ガイド機構28に沿ってキャリッジ30とともに一体的に(一緒に)移動する。キャリッジ30の往復移動方向(Y方向)を「主走査方向」、記録媒体12の搬送方向(X方向)を「副走査方向」と呼ぶ場合がある。Y方向が「第1方向」に相当し、X方向が「第2方向」に相当する。
記録媒体12には、紙、不織布、塩化ビニル、合成化学繊維、ポリエチレン、ポリエステル、ターポリンなど、材質を問わず、また、浸透性媒体、非浸透性媒体を問わず、様々な媒体を用いることができる。記録媒体12は、装置の背面側よりロール紙状態(図2参照)から給紙され、印字後は装置正面側の巻き取りローラ(図1中不図示、図2の符号44)で巻き取られる。プラテン26上に搬送された記録媒体12に対して、インクジェットヘッド24からインク滴が吐出され、記録媒体12上に付着したインク滴に対して仮硬化光源32A,32B、本硬化光源34A,34Bから紫外線が照射される。
図1において、装置本体20の正面に向かって左側の前面に、インクカートリッジ36の取り付け部38が設けられている。インクカートリッジ36は、紫外線硬化型インクを貯留する交換自在なインク供給源(インクタンク)である。インクカートリッジ36は、本例のインクジェット記録装置10で使用される各色インクに対応して設けられている。色別の各インクカートリッジ36は、それぞれ独立に形成された不図示のインク供給経路によってインクジェットヘッド24に接続される。各色のインク残量が少なくなった場合にインクカートリッジ36の交換が行われる。
また、図示を省略するが、装置本体20の正面に向かって右側には、インクジェットヘッド24のメンテナンス部が設けられている。該メンテナンス部には、非印字時にインクジェットヘッド24を保湿するためのキャップと、インクジェットヘッド24のノズル面(インク吐出面)を清掃するための払拭部材(ブレード、ウエブ等)とが設けられている。インクジェットヘッド24のノズル面をキャッピングするキャップには、メンテナンスのためにノズルから吐出されたインク滴を受けるためのインク受けが設けられている。
〔記録媒体搬送路の説明〕
図2は、インクジェット記録装置10における記録媒体搬送路を模式的に示す説明図である。図2に示すように、プラテン26は逆樋状に形成され、その上面が記録媒体12の支持面(媒体支持面)となる。プラテン26の近傍における記録媒体搬送方向(X方向)の上流側には、記録媒体12を間欠搬送するための記録媒体搬送手段である一対のニップローラ40が配設される。このニップローラ40は記録媒体12をプラテン26上で記録媒体搬送方向へ移動させる。
図2は、インクジェット記録装置10における記録媒体搬送路を模式的に示す説明図である。図2に示すように、プラテン26は逆樋状に形成され、その上面が記録媒体12の支持面(媒体支持面)となる。プラテン26の近傍における記録媒体搬送方向(X方向)の上流側には、記録媒体12を間欠搬送するための記録媒体搬送手段である一対のニップローラ40が配設される。このニップローラ40は記録媒体12をプラテン26上で記録媒体搬送方向へ移動させる。
ロール・トゥー・ロール方式の媒体搬送手段を構成する供給側のロール(送り出し供給ロール)42から送り出された記録媒体12は、印字部の入り口(プラテン26の記録媒体搬送方向の上流側)に設けられた一対のニップローラ40によって、記録媒体搬送方向に間欠搬送される。インクジェットヘッド24の直下の印字部に到達した記録媒体12には、インクジェットヘッド24により印字が実行され、印字後に記録媒体12は巻き取りロール44に巻き取られる。印字部の記録媒体搬送方向の下流側には、記録媒体12のガイド46が設けられている。
印字部においてインクジェットヘッド24と対向する位置にあるプラテン26の裏面(記録媒体12を支持する面と反対側の面)側には、印字中の記録媒体12の温度を調整するための温調部50が設けられている。印字時の記録媒体12が所定の温度となるように温調部50が調整されると、記録媒体12に着弾したインク液滴の粘度や表面張力等の物性値が所望の値になり、所望のドット径を得ることが可能となる。なお、必要に応じて、温調部50の上流側にプレ温調部52を設けてもよいし、温調部50の下流側にアフター温調部54を設けてもよい。
〔インクジェットヘッドの説明〕
図3は、キャリッジ30上に配置されるインクジェットヘッド24、仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bの配置形態の例を示す平面透視図である。
図3は、キャリッジ30上に配置されるインクジェットヘッド24、仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bの配置形態の例を示す平面透視図である。
インクジェットヘッド24には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)、ライトシアン(LC)、ライトマゼンタ(LM)、クリア(透明)インク(CL)、ホワイト(白)インク(W)の各色のインクごとに、対応の色のインクを吐出するためのノズル列61Y、61M、61C、61K、61LC、61LM、61CL、61Wが設けられている。図3ではノズル列を点線により図示し、ノズルの個別の図示は省略されている。また、以下の説明では、ノズル列61Y、61M、61C、61K、61LC、61LM、61CL、61Wを総称して符号61によりノズル列を表すことがある。
インク色の種類(色数)や色の組合せについては本実施形態に限定されない。例えば、LC、LMのノズル列を省略する形態、CL及びWのノズル列のいずれか一方を省略する形態、メタルインクのノズル列を追加する形態、Wのノズル列に代わりメタルインクのノズル列を具備する形態、特別色のインクを吐出するノズル列を追加する形態などが可能である。また、色別のノズル列の配置順序も特に限定はない。ただし、複数のインク種のうち紫外線に対する硬化感度の低いインクを仮硬化光源32A又は32Bに近い側に配置する構成が好ましい。
色別のノズル列61ごとにヘッドモジュールが構成され、これらのヘッドモジュールを並べることによって、カラー描画が可能なインクジェットヘッド24を構成することができる。例えば、イエローインクを吐出するノズル列61Yを有するヘッドモジュール24Yと、マゼンタインクを吐出するノズル列61Mを有するヘッドモジュール24Mと、シアンインクを吐出するノズル列61Cを有するヘッドモジュール24Cと、黒インクを吐出するノズル列61Kを有するヘッドモジュール24Kと、LC、LM、CL、Wの各色のインクを吐出するノズル列61LC、61LM、61CL、61Wをそれぞれ有するヘッドモジュール24LC、24LM、24CL、24Wとを、キャリッジ30の往復移動方向(主走査方向、Y方向)に沿って並ぶように等間隔に配置する態様も可能である。色別のヘッドモジュール24Y、24M、24C、24K、24LC、24LM、24CL、24Wのモジュール群(ヘッド群)を「インクジェットヘッド」と解釈してもよいし、各モジュールをそれぞれ「インクジェットヘッド」と解釈することも可能である。或いはまた、1つのインクジェットヘッド24の内部で色別にインク流路を分けて形成し、1ヘッドで複数色のインクを吐出するようなノズル列を備える構成も可能である。
各ノズル列61は、複数個のノズルが一定の間隔で記録媒体搬送方向(副走査方向、X方向)に沿って1列に(直線的に)並んだものとなっている。本例のインクジェットヘッド24は、各ノズル列61を構成するノズルの配置ピッチ(ノズルピッチ)が254μm(100dpi)、1列のノズル列61を構成するノズルの数は256ノズル、ノズル列61の全長Lw(ノズル列の全長)は約65mm(254μm×255=64.8mm)である。また本例では、吐出周波数は15kHzであり、駆動波形の変更によって10pl、20pl、30plの3種類の吐出液滴量を打ち分けることができる。
インクジェットヘッド24のインク吐出方式としては、圧電素子(ピエゾアクチュエータ)の変形によってインク滴を飛ばす方式(ピエゾジェット方式)が採用されている。吐出エネルギー発生素子として、静電アクチュエータを用いる形態(静電アクチュエータ方式)の他、ヒータなどの発熱体(加熱素子)を用いてインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばす形態(サーマルジェット方式)を採用することも可能である。ただし、紫外線硬化型インクは、一般に溶剤インクと比べて高粘度であるため、紫外線硬化型インクを使用する場合には、吐出力が比較的大きなピエゾジェット方式を採用することが好ましい。
〔作画モードについて〕
本例に示すインクジェット記録装置10は、マルチパス方式の描画制御が適用され、印字パス数の変更によって印字解像度を変更することが可能である。例えば、高生産モード、標準モード、高画質モードの3種類の作画モードが用意され、各モード間で印字解像度が異なる。印刷目的や用途に応じて作画モードを選択することができる。
本例に示すインクジェット記録装置10は、マルチパス方式の描画制御が適用され、印字パス数の変更によって印字解像度を変更することが可能である。例えば、高生産モード、標準モード、高画質モードの3種類の作画モードが用意され、各モード間で印字解像度が異なる。印刷目的や用途に応じて作画モードを選択することができる。
高生産モードでは、例えば600dpi(主走査方向)×400dpi(副走査方向)の解像度で印字が実行される。この高生産モードの場合、主走査方向は2パス(2回の走査)によって600dpiの解像度が実現される。一回目の走査(キャリッジ30の往路)では300dpiの解像度でドットが形成される。2回目の走査(復路)では一回目の走査(往路)で形成されたドットの中間を300dpiで補間するようにドットが形成され、主走査方向について600dpiの解像度が得られる。
一方、副走査方向については、ノズルピッチが100dpiであり、一回の主走査(1パス)により副走査方向に100dpiの解像度でドットが形成される。したがって、4パス印字(4回の走査)により補間印字を行うことで400dpiの解像度が実現される。なお、高生産モードのキャリッジ30の主走査速度は、1270mm/secである。
標準モードでは、例えば600dpi×800dpiの解像度で印字が実行され、主走査方向は2パス印字、副走査は8パス印字により600dpi×800dpiの解像度を得ている。
高画質モードでは、例えば1200×1200dpiの解像度で印字が実行され、主走査方向は4パス、副走査方向が12パスにより1200dpi×1200dpiの解像度を得ている。
<シングリング走査によるスワス幅について>
ワイドフォーマット機の作画モードでは、解像度設定毎に、シングリング(インターレス)する作画条件が決定されている。具体的には、インクジェットヘッドの吐出ノズル列の幅Lw(ノズル列の長さ)をパス数(スキャン繰り返し回数)だけ分割してシングリング作画するので、インクジェットヘッドのノズル列幅、並びに、主走査方向及び副走査方向のパス数(インターレースする分割数)によってスワス幅が異なる。なお、マルチパス方式によるシングリング作画の詳細については、例えば、特開2004-306617号公報に説明されている。
ワイドフォーマット機の作画モードでは、解像度設定毎に、シングリング(インターレス)する作画条件が決定されている。具体的には、インクジェットヘッドの吐出ノズル列の幅Lw(ノズル列の長さ)をパス数(スキャン繰り返し回数)だけ分割してシングリング作画するので、インクジェットヘッドのノズル列幅、並びに、主走査方向及び副走査方向のパス数(インターレースする分割数)によってスワス幅が異なる。なお、マルチパス方式によるシングリング作画の詳細については、例えば、特開2004-306617号公報に説明されている。
一例として、FUJIFILM Dimatix, Inc.社製のQS-10ヘッド(100dpi,256ノズル)を用いた場合のシングリング作画によるパス数とスワス幅の関係は下表(表1)の様になる。作画によって想定されるスワス幅は使用するノズル列幅を主走査方向パス数と副走査方向パス数の積で分割した値となる。
〔紫外線照射部の配置〕
図3に示すように、インクジェットヘッド24のキャリッジ移動方向(Y方向)の左右両脇に、仮硬化光源32A,32Bが配置される。さらに、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向(X方向)の下流側に本硬化光源34A,34Bが配置されている。本硬化光源34A,34Bは、インクジェットヘッド24からY方向に仮硬化光源32A,32Bよりも外側(さらに遠くの位置)に配置される。本硬化光源34A,34Bは、記録媒体搬送方向と反対方向(-X方向)へ移動可能に構成されており、キャリッジ移動方向に沿って、仮硬化光源32A,32B及びインクジェットヘッド24と並ぶように配置を変更することができる。
図3に示すように、インクジェットヘッド24のキャリッジ移動方向(Y方向)の左右両脇に、仮硬化光源32A,32Bが配置される。さらに、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向(X方向)の下流側に本硬化光源34A,34Bが配置されている。本硬化光源34A,34Bは、インクジェットヘッド24からY方向に仮硬化光源32A,32Bよりも外側(さらに遠くの位置)に配置される。本硬化光源34A,34Bは、記録媒体搬送方向と反対方向(-X方向)へ移動可能に構成されており、キャリッジ移動方向に沿って、仮硬化光源32A,32B及びインクジェットヘッド24と並ぶように配置を変更することができる。
インクジェットヘッド24のカラーインク用のノズル(ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに含まれるノズル)から吐出されて記録媒体12上に着弾したカラーインク滴は、着弾直後にその上を通過する仮硬化光源32A(又は32B)によって仮硬化のための紫外線が照射される。
また、記録媒体12の間欠搬送に伴ってインクジェットヘッド24の印字領域を通過した記録媒体12上のインク滴は、本硬化光源34A,34Bにより本硬化のための紫外線が照射される。このようにして、インク液滴を一旦仮硬化状態にすることで、着弾干渉を防止しつつ、ドットの展開時間(ドットが所定のサイズに広がる時間)を確保することができ、ドットの高さの均一化が図れると共に、液滴と媒体との相互作用を促進して、相互の密着性を増す事ができる。
一方、ホワイトインクにより形成される白地層は、カラー画像層の下地となるので、カラー画像層ほどのドット解像度は要求されない。同様に、クリアインクにより形成される透明層は、カラー画像層の表面の光沢性を向上させるための表面光沢層となるので、カラー画像層ほどのドット解像度は要求されない。
下地白層とクリア層のバンディング現象を詳細に検証したところ、カラーインクは打滴位置を固定する為にピニング光が必要とされるが、白またはクリアインクは、下地、あるいは表層を作るものであるから、打滴された位置においてピニングされる必要性に乏しい。むしろ、白地層や透明層の形成時には、白、或いはクリアインクの吐出位置に対応するピニング光量をオフ(0mJ/cm2)にする、或いは照射光量を低減することによって、着弾滴がピニングされない状態とし、インクが濡れ広がり易い状況を作って、層の平坦化、均一化を図ることが好ましい。
したがって、本実施形態では、白インク用のノズル(ノズル列61Wに含まれるノズル)から吐出されて記録媒体12上に着弾する白インク滴、並びに、クリアインク用のノズル(ノズル列61CLに含まれるノズル)から吐出されて記録媒体12上に着弾するクリアインク滴に対しては、仮硬化のための紫外線は照射しない構成とする、或いは、照射する場合でも、カラーインクの仮硬化時よりも少ない光量の紫外線を照射する構成とする。
これにより、記録媒体上に着弾した白インクやクリアインクのドットの広がり時間を確保することができ、層の平坦性・均一性を向上させることができる。
また、本例では、ホワイトインク用のノズル(ノズル列61Wに含まれるノズル)から吐出されて記録媒体に着弾したホワイトインクは、ホワイトインクの吐出位置に対応して紫外線照射が可能な位置に移動させた本硬化光源34Aによって、本硬化処理時とほぼ同量の紫外線が照射される。
ホワイトインクにより形成される白地層の紫外線透過率が低いことに起因して、ホワイトインクの膜厚が小さい段階で(ホワイトインクの記録媒体への着弾直後から)、本硬化処理時とほぼ同量の活性化エネルギーが付与され、硬化処理が実行される。
なお、仮硬化光源32A、32Bは、インクジェットヘッド24による印字動作中、2つ同時に点灯しても良いが、主走査方向のキャリッジ移動において後側となる仮硬化光源のみ点灯させることで光源の寿命を延ばすことを図っても良い。また、本硬化光源34A、34Bは、インクジェット記録装置10の印刷動作中、2つ同時に点灯される。走査速度の遅い作画モードでは、本硬化光源34A、34Bの片方を消灯することも可能であり、仮硬化光源32A、32Bと、本硬化光源34A、34Bとの発光開始タイミングは、同時でもよいし、異なっていてもよい。
〔本硬化光源の移動の説明〕
図4は、本硬化光源34Aの移動機構(光源移動部)35の構成例を示す斜視図である。同図に示す光源移動部35は、ラックアンドピニオン方式の直線移動機構が適用される。すなわち、光源移動部35は、本硬化光源34Aの移動方向である記録媒体搬送方向に沿って固定配置されるシャフト35Aと、本硬化光源34Aのケースに取り付けられ、シャフト35Aに沿って歯状の凹凸が形成されたラック35Bと、回転軸にピニオンギア35Cが取り付けられた駆動モータ35Dと、ラック35Bの端部に形成された検出片35Eを検出するための光学式のポジションセンサ35Fと、を備えている。
図4は、本硬化光源34Aの移動機構(光源移動部)35の構成例を示す斜視図である。同図に示す光源移動部35は、ラックアンドピニオン方式の直線移動機構が適用される。すなわち、光源移動部35は、本硬化光源34Aの移動方向である記録媒体搬送方向に沿って固定配置されるシャフト35Aと、本硬化光源34Aのケースに取り付けられ、シャフト35Aに沿って歯状の凹凸が形成されたラック35Bと、回転軸にピニオンギア35Cが取り付けられた駆動モータ35Dと、ラック35Bの端部に形成された検出片35Eを検出するための光学式のポジションセンサ35Fと、を備えている。
駆動モータ35Dの回転軸を回転させるとピニオンギア35Cが回転し、ピニオンギア35Cとラック35Bの歯のかみ合いによってラック35Bがシャフト35Aに沿って移動し、ラック35Bとともに本硬化光源34Aがシャフト35Aに沿って移動する。ラック35Bの先端に設けられた検出片35Eがポジションセンサ35Fの検出範囲に入り込むと、駆動モータ35Dの回転が停止され、本硬化光源34Aが所定位置に停止する。
なお、インクジェットヘッド24をはさんで本硬化光源34Aの反対側に位置する本硬化光源34Bにも同様の構成を有する移動機構を備えて、移動可能に構成してもよい。また、ポジションセンサ35Fを複数備えて、本硬化光源34A,34Bを複数の位置に移動させるように構成してもよい。
〔画像形成プロセスの説明〕
本例に示すインクジェット記録装置10は、カラーインク(Y、M、C、K、LC、LMなど)により形成されるカラー画像層(図5に符号82を付して図示)と、ホワイトインクにより形成される白地層(図5に符号80を付して図示)及び/又は、クリアインクにより形成される透明層(図29に符号84を付して図示)とを積層させ、層構造の画像を形成するように構成されている。また、層形成の順番とインクの紫外線吸収特性(インクの硬化特性)に応じて、紫外線照射量が制御される。
本例に示すインクジェット記録装置10は、カラーインク(Y、M、C、K、LC、LMなど)により形成されるカラー画像層(図5に符号82を付して図示)と、ホワイトインクにより形成される白地層(図5に符号80を付して図示)及び/又は、クリアインクにより形成される透明層(図29に符号84を付して図示)とを積層させ、層構造の画像を形成するように構成されている。また、層形成の順番とインクの紫外線吸収特性(インクの硬化特性)に応じて、紫外線照射量が制御される。
例えば、ホワイトインクは顔料として酸化チタンや酸化亜鉛などを含有しているために、カラーインクやクリアインクに比べて紫外線の透過性が劣り、カラーインクやクリアインクと単位体積あたり同量の紫外線を照射したときには硬化時間が長くなる。ホワイトインクとカラーインク及びクリアインクとの紫外線透過特性に起因する硬化特性の違いを解消するために、カラーインクやクリアインクよりもホワイトインクに対する単位時間あたりの紫外線照射量が多くなるように紫外線照射が制御される。かかる画像形成の具体例は後述する。
なお、Kインクは、紫外線透過性の観点によれば硬化時間が長くなるインクに分類されるが、カラー画像層の形成に用いられ、打滴直後に仮硬化させて打滴干渉を防止する必要があることからカラーインクに分類される。
<白地層と表面光沢層(透明層)について>
カラーインクによって形成されるカラー層に対して、その下地となる白インク層(白地層)は一般に二酸化チタン、酸化亜鉛などを顔料として用い、カラーインクよりも透過率が低い。一方、透明層は顔料を含まず、透過率は高く、モノマーが光重合により硬化したポリマである。いずれのインク層ともワイドフォーマットプリンターで用いる場合は、下地層、または表面光沢層として用いるために、打滴された直後のピニング露光(仮硬化)の必要性に乏しい。むしろ、打滴後の滴(白インク層及び透明層を構成する滴)が積極的に濡れ広がり、平坦化を促進するために、カラー層と違ってピニング光によって露光されない機構、或いは、ピニング光による硬化の作用を低減する機構を採用する構成が好ましい。
カラーインクによって形成されるカラー層に対して、その下地となる白インク層(白地層)は一般に二酸化チタン、酸化亜鉛などを顔料として用い、カラーインクよりも透過率が低い。一方、透明層は顔料を含まず、透過率は高く、モノマーが光重合により硬化したポリマである。いずれのインク層ともワイドフォーマットプリンターで用いる場合は、下地層、または表面光沢層として用いるために、打滴された直後のピニング露光(仮硬化)の必要性に乏しい。むしろ、打滴後の滴(白インク層及び透明層を構成する滴)が積極的に濡れ広がり、平坦化を促進するために、カラー層と違ってピニング光によって露光されない機構、或いは、ピニング光による硬化の作用を低減する機構を採用する構成が好ましい。
実験によれば、カラー層はピニング光として、単位面積あたり、1mJ/cm2~20mJ/cm2が打滴直後に照射されることが望ましく、更には2mJ/cm2~6mJ/cm2が好適である。一方、下地となる白地層或いは、表面光沢層となるクリア層はピニング光量としては0mJ/cm2~4mJ/cm2が、打滴直後にピニング光照射されることが望ましく、更には0mJ/cm2~2mJ/cm2が好適である。
ピニング光は、インクの打滴直後に他のインクとの合一、干渉によって滴形状が崩れること、或いは滴が移動することを回避するために、キャリッジ走査によって1回から複数回露光される。キュアリング光は画像形成されたインクを完全に硬化させる露光を言う。キュアリング光もキャリッジ走査によって、複数回に渡って照射される。1回から複数回のピニング露光と、複数回のキャリング露光によって、全ての積算の露光量は200mJ/cm2から1000~3000mJ/cm2の光量に達する。紫外線硬化型インクに含まれる開始剤、増感剤の照射波長に対する感度とその含有量よって、インク感度の傾向が決定され、ラジカル重合、カチオン重合によってインクは硬化する。
本実施形態では、カラー層、白地層、透明層など、各層を形成する分割ノズル領域の描画範囲に対応して適切なピニング光を照射できるように、分割ノズル領域に合わせて仮硬化光源の照射領域が分割され、各領域の光量(照度分布)が調整される。詳細については後述する。
〔画像形成プロセスの詳細な説明〕
本例に示すインクジェット記録装置10に適用される画像形成方法は、各ノズル列61が記録媒体搬送方向について複数の領域に分割され、分割されたいずれかの領域を用いてカラーインク、クリアインク又はホワイトインクのそれぞれが吐出され、カラー画像層、透明層、白地層が形成される。ノズル列61の分割数は像形成層数Nである。
本例に示すインクジェット記録装置10に適用される画像形成方法は、各ノズル列61が記録媒体搬送方向について複数の領域に分割され、分割されたいずれかの領域を用いてカラーインク、クリアインク又はホワイトインクのそれぞれが吐出され、カラー画像層、透明層、白地層が形成される。ノズル列61の分割数は像形成層数Nである。
また、記録媒体12は、ノズル列61の分割された領域の記録媒体搬送方向の長さをマルチパス数で除算した単位((ノズル列の全長Lw/像形成層数N)/マルチパス数で求められる単位)で一方向へ間欠送りされ、ノズル列61の記録媒体搬送方向上流側の領域から吐出されたインクの層の上に、同方向下流側の領域から吐出されたインクの層が積層されるように構成されている。ここで、「マルチパス数」とは、キャリッジ走査方向のパス数と記録媒体搬送方向のパス数の積で定義される。
さらに、他のインクよりも硬化するまでに時間を要するホワイトインクは、ホワイトインクの吐出位置に移動させた本硬化光源34A,34Bのいずれか一方によって、着弾直後から本硬化処理時とほぼ同じ光量の紫外線が照射される。ホワイトインクの着弾エリアのみに本硬化処理時と同光量の紫外線が照射されるように、本硬化光源34A,34Bの記録媒体搬送方向における照射エリアの長さは、(ノズル列の全長Lw/像形成層数N)以下とされる。
なお、以下の説明では、本硬化光源34A,34Bの照射エリアの記録媒体搬送方向の長さと本硬化光源34A,34Bの記録媒体搬送方向の長さとは同一であるものとして説明する。実際の本硬化光源34A,34Bの記録媒体搬送方向の長さは、照射エリアの広がりが考慮され、所定の照射エリアが得られるように決められている。また、「像形成層数N」は「分割数」と記載することがある。
<第1具体例>
図5は、第1具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図である。同図に示す画像は、記録媒体12に白地層80が形成され、白地層80の上にカラー画像層82が形成(積層)された層構造を有し、像形成層数は2である。
図5は、第1具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図である。同図に示す画像は、記録媒体12に白地層80が形成され、白地層80の上にカラー画像層82が形成(積層)された層構造を有し、像形成層数は2である。
図6は、図5に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34A,34Bの配置を模式的に図示した説明図である。なお、記録媒体搬送方向(X方向)は同図に下向き矢印線で図示した上から下向きであり、キャリッジ30の往復移動方向(Y方向)は左右方向である。
図6に示すように、各ノズル列61は上流側領域61-1と下流側領域61-2に二分割され、ホワイトインクはノズル列61Wの上流側領域61-1のみから吐出され、カラーインクはノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの下流側領域61-2のみから吐出される。そして、上流側領域61-1から吐出されたホワイトインクによる白地層80(図5参照)が形成されると、記録媒体12を記録媒体搬送方向に距離((Lw/2)/マルチパス数)だけ移動させて、先に形成された白地層80の上に下流側領域61-2から吐出させたカラーインクによるカラー画像層82が形成される。
白地層80の上にカラー画像層82が形成される間、当該カラーインクの吐出位置に隣接する記録媒体搬送方向上流側のホワイトインクの吐出位置には、ノズル列61Wの上流側領域61-1のみからホワイトインクが吐出される。すなわち、カラー画像層82の形成と同時に、次のカラー画像の形成領域となる白地層80の形成が進行する。また、白地層80を形成するホワイトインクの吐出、及びカラー画像層82を形成するカラーインクの吐出には、先に説明したマルチパス方式が適用される。
符号34A-1を付して破線により図示した位置、すなわち、ホワイトインクの吐出位置に対応した位置(ホワイトインクを吐出させるノズル列61Wの上流側領域61-1とキャリッジ移動方向に並ぶ位置)に本硬化光源34Aを移動させて(移動方向を上向き矢印線により図示)、ホワイトインクが記録媒体12に着弾した直後から本硬化光源34Aによって本硬化処理とほぼ同量の紫外線が照射される。一方、カラーインクは、仮硬化光源32A,32Bによる仮硬化処理の後に、本硬化光源34Bによる本硬化処理が施される。
すなわち、画像形成プロセスのステップ1は白地層80の形成工程であり、図6における左側の本硬化光源34Aを、ホワイトインクの吐出位置に対応して移動させ(符号34A-1)、キャリッジ30(図3参照)をキャリッジ移動方向へ走査させる。そして、ノズル列61Wの上流側領域61-1のみからホワイトインクを吐出させる。図6の左から右へキャリッジ30が移動するときにホワイトインクが打滴され、ノズル列61Wに後続して、同キャリッジ移動方向に走査する本硬化光源34Aから、記録媒体12に着弾した直後のホワイトインクに対して紫外線が照射される。一回のキャリッジの走査で本硬化処理と同量(一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm2以上)の紫外線が照射されて、ホワイトインクがほぼ硬化した白地層80(図5参照)が形成される。
なお、本例の場合、図6の右から左へキャリッジ30が移動する走査時にはホワイトインクの打滴は停止されるが、本硬化光源34Aの点灯状態は維持され、本硬化光源34Aからの紫外線の照射は継続される。
ホワイトインクは、硬化膜の黄変が顕著に目立ってしまうので、この黄変を防止するためにカラーインクなどよりも反応開始剤の含有量が少なくなっている。また、顔料として酸化チタンや酸化亜鉛を含有しているために、カラーインクやクリアインクと比べて紫外線を吸収しにくい(硬化しにくい)性質を有している。
仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bの発光源として紫外線発光ダイオード(UV-LED)素子が適用された場合を考えると、UV-LED素子の発光波長帯は365nm~405nmの長波帯のみであり、インクが含有する開始剤の長波化対応が必須となる。一方、開始剤の長波化のためにインクの硬化膜が黄変してしまうことがあるので、黄変が顕著に目立つホワイトインク、クリアインクは、開始剤の含有量が制限されている。
また、白地層80は、いわゆるべた画像なのでカラー画像に比べて大きいサイズのドット(液滴)を使用することができる。また、上述したように、ホワイトインク(白地層80)の紫外線透過率がカラーインクなどよりも低いため、ホワイトインクの膜厚が小さい段階で本硬化処理時とほぼ同量の活性化エネルギーが付与され、ホワイトインクの硬化処理が実行される。したがって、ホワイトインクは、仮硬化光源32A,32Bによるピニング露光を行わず(或いは、カラーインクのピニング光量よりも低光量による照射を行い)、着弾滴の濡れ広がり時間をできるだけ確保した後に、本硬化処理と同等の活性化エネルギーを付与して完全に硬化させる。
ステップ2はカラー画像層82の形成工程である。記録媒体12のホワイトインクの吐出位置から記録媒体搬送方向へ距離(Lw/2)だけ下流側のカラーインクの吐出位置では、すでに白地層80が形成されている。カラー画像層形成工程(ステップ2)では、この白地層80上の位置でキャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの下流側領域61-2からカラーインクを吐出させ、白地層80に重ねてカラーインクを打滴する。
また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して、紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。
このとき、着弾直後のカラーインクに対して、仮硬化光源32A,32Bから照射される紫外線は、一回のキャリッジの走査あたり、例えば1~5mJ/cm2と低光量である。本例に示す画像形成に適用される仮硬化のための低光量は、本硬化のための高光量に対して1/10から1/2程度となっている。
また、詳細は後述するが、仮硬化光源32A,32Bは、二分割されたノズル列の各分割ノズル領域(上流側領域61-1、下流側領域61-2)の描画範囲に対応して、照射領域がX方向に二分割されており、図6中符号32A-1、32A-2、32B-1、32B-2で示す分割単位(分割照射領域)ごとに光量の制御が可能となっている。
ステップ3はカラー画像層82の形成工程から本硬化処理工程までの期間であり、記録媒体12のカラーインクの吐出位置からさらに記録媒体搬送方向へ(Lw/2)だけ下流側の白地層80にカラー画像層82が積層された部分は、ノズル列61の吐出位置から抜け出し、本硬化光源34Bによる紫外線照射エリアに位置している。仮硬化処理工程から本硬化処理工程までの間に所定時間を取ることで、白地層80とカラー画像層82との密着親和性が高くなり、ドットの広がりが促進されるとともにパイルハイトの低減化が促進され、さらに、カラー画像の光沢性が向上する。
ステップ4は本硬化処理工程であり、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置された本硬化光源34Bを用い、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、本硬化光源34Bによる紫外線照射位置に移動したカラー画像層82に本硬化処理が施される。カラー画像層82の本硬化処理における紫外線光量は、一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm2以上である。カラー画像層82を本硬化させることで、カラー画像層82の光沢性がより向上し、白地層80とカラー画像層82との密着性の改善とカラー画像層82の膜質硬化とが両立される。
〔仮硬化光源ユニットの第1構成例〕
図7は本実施形態の仮硬化光源32A,32Bとして用いる仮硬化光源ユニットの第1構成例を示す側面透視図である。図8はその平面透視図である。図7及び図8に示す第1構成例に係る仮硬化光源ユニット210は略直方体の箱形状を成す。仮硬化光源ユニット210は、アルミ製のハウジング(囲い)212の中に、複数個の紫外線発光ダイオード素子(以下、「UV-LED素子」と記載する。)214が納められ、該ハウジング212の底面部に透過型の光拡散板216が配置された構造を有する。
図7は本実施形態の仮硬化光源32A,32Bとして用いる仮硬化光源ユニットの第1構成例を示す側面透視図である。図8はその平面透視図である。図7及び図8に示す第1構成例に係る仮硬化光源ユニット210は略直方体の箱形状を成す。仮硬化光源ユニット210は、アルミ製のハウジング(囲い)212の中に、複数個の紫外線発光ダイオード素子(以下、「UV-LED素子」と記載する。)214が納められ、該ハウジング212の底面部に透過型の光拡散板216が配置された構造を有する。
LED素子214が実装された配線基板220は、LED実装面221を光拡散板216の方に向けた状態で(図7において、UV-LED素子214の発光面を下方に向けた状態)でハウジング212の上部に配置される。
配線基板220に実装されるUV-LED素子214の個数については、特に限定はないが、必要なUV照射幅とコストの観点から、なるべく少ない数とすることが好ましい。本例では、配線基板220上に6個のUV-LED素子214が一列に並んで配置されている。図3及び図6で説明したインクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向(X方向)に沿ったノズル列幅Lwに対して一度にUV照射を行うことができるUV照射幅を得るために、6個のUV-LED素子214は、記録媒体搬送方向に並んで配置されている。図7の横方向が記録媒体搬送方向(X方向)であり、図7の右から左に向かって記録媒体12が搬送されるものとする。
配線基板220には放熱性・耐熱性が強化されたメタル基板が用いられている。メタル基板の詳細な構造は図示しないが、アルミや銅などのメタル板の上に絶縁層が形成され、該絶縁層の上にUV-LED素子214及びLED駆動用の配線回路(アノード配線、カソード配線)等が形成されている。なお、ベースメタル上に回路が形成されたメタルベース基板を用いてもよいし、基板内部にメタル板が埋め込まれたメタルコア基板を用いてもよい。
また、配線基板220におけるLED実装面221のLED素子214の周囲には、UV耐性のある高反射率の白色レジスト処理が施されている。この白色レジスト層(不図示)により、配線基板220の表面で紫外線を反射・散乱させることができ、UV-LED素子214が発生する光を効率良く仮硬化用のUV照射に利用することができる。
光拡散板216は、UV-LED素子214から発せられた光を透過しつつ拡散させる光学材料で形成された乳白色板である。例えば、光拡散板216には、白色顔料(光拡散物質)を分散した白色アクリル板が用いられる。白色アクリル板に限らず、ガラスなど透明な材料中に光拡散用の微粒子を分散混入させて成形した光学部材を使用することもできる。光拡散物質(白色顔料等)の含有量、平均粒径を変えることによって透過率や拡散特性が異なる光拡散板が得られる。
なお、透過型の光拡散板として、光を拡散させる手段は、このアクリル樹脂にシリカ粉体を分散させる手段に限らず、溶融石英からなる基板の表面をフロスト処理、曇りガラス処理、スリガラス処理することなどによっても容易に実現することができる。
このような透過型の光拡散板216は、配線基板220のLED実装面221に対向して、ハウジング212の下部に配置される。図7において光拡散板216の下面(符号217)は、記録媒体(不図示)に対面する光出射面である。全てのUV-LED素子214(本例の場合6個)を点灯させた場合に光拡散板216の光出射面217から記録媒体12上に、インクジェットヘッド24のノズル列幅Lw以上の光照射幅で紫外線が照射される。
本例の仮硬化光源ユニット210では、6個のUVLED素子214がX方向に並んだLED配列が2つの領域に分割されている。すなわち、X方向に沿って並ぶ複数個のUV-LED素子214は、記録媒体搬送方向(X方向)の上流側の領域224-1と、下流側の領域224-2の二領域に分割されており、各分割領域224-1、224-2にそれぞれ3個ずつのUV-LED素子214が含まれている。
ハウジング212の内部には、上記2分割されたLED素子列の領域を区画するための範囲規制部材として、遮光性のある仕切部材226が設けられており、一方の領域のUV-LED素子214の光が、他方の領域に進入しない構造となっている。一般に、UV-LED素子は照射範囲が広く、広がりながら伝搬する性質を持つが、本例のように、仕切部材226によってLED素子の周囲を覆う構造により、照射領域を分けることができる。
また、各分割領域224-1、224-2ごとに、それぞれの領域内のUV-LED素子214の発光量を制御することができる。例えば、ホワイトインクによる層形成時には上流側の領域224-1に属する3つのUV-LED素子214がオフされ、下流側の領域224-2に属する3つのUV-LED素子214がオンされる。
このような仕切部材226による発光範囲の分割と、各領域224-1,224-2内に属するLED素子の発光制御との組合せによって、紫外線の照射領域を分割することができ、各分割照射領域の光量を個別に制御することが可能である。
すなわち、図7及び図8に示した第1構成例は、光源箱の上部にLED素子列を配置した上方照射型LED光源ユニットであり、LEDの照射点灯領域をインクジェットヘッド24のノズル列の分割領域に対応して分割点灯制御する構成となっている。発光量の制御には、電流値制御、パルス幅変調制御、オンオフ制御などが含まれる。電流値を制御する電流制御手段、パルス幅変調制御を行うパルス幅変調制御手段、オンオフ制御を行うオンオフ制御手段のいずれか、もしくはこれらの適宜の組合せが採用される構成によって発光量の制御を行うことができる。
図7及び図8に例示した構成に限らず、例えば、ハウジング212の下面に、照射領域を決定する高反射率のアルミ板を設け、当該アルミ板の枠をずらすことで、上流側/下流側の照射領域を変えることも可能である。或いはまた、高反射率のアルミ板の枠を交換することによって、照射領域を変更する態様も可能である。この場合、高反射率のアルミ板によって照射範囲が規制されるため、このアルミ板が「範囲規制部材」に相当する。その他、光照射範囲を制限するメカシャッターや液晶シャッターなどを設けて、照射領域を規制する態様も可能である。
〔仮硬化光源ユニットの第2構成例〕
図9は、第2構成例に係る仮硬化光源ユニットの斜視図である。図10は側面図、図11は内部の透視図である。これらの図面中、図7及び図8で説明した第1構成例と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図9は、第2構成例に係る仮硬化光源ユニットの斜視図である。図10は側面図、図11は内部の透視図である。これらの図面中、図7及び図8で説明した第1構成例と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図9から図11に示した仮硬化光源ユニット230は、上流側及び下流側の両端面にUV-LED素子214が配置され、点灯させるLED素子によって、照射する領域を選択可能な光源箱の構造となっている。ハウジング232の内面はアルミ蒸着による反射面234,235となっており、ハウジング232の内面で反射された光は、記録媒体12に向けて照射される。
上流側の端面(図10の右側)に配置されたUV-LED素子214群と、下流側の端面(図10の左側)に配置されたUV-LED素子214群とをそれぞれ発光制御することによって、2分割されたノズル列の上流側ノズル領域(図6の符号61-1参照)による描画範囲に対応する上流側領域の仮硬化露光と、下流側ノズル領域(図6の符号61-2参照)による描画範囲に対応する下流側領域の仮硬化露光とを分離制御可能である。
図11は、上流側及び下流側の両端面のLED素子群を全て点灯させて、ノズル列の全幅(Lw)に対応する描画範囲の全域に仮硬化用の紫外線を照射するとき(全面照射を行う場合)の光線を記載した透視図である。図11において、ハウジング232の左側(下流側)半分の天井面は、上流に向かって高さが次第に低くなる傾斜面となっている。ハウジング232の下流側端面に配置されたUV-LED素子214から発せられた光は、この傾斜する天井面(反射面234)で反射され、下方の記録媒体12へと導かれる。
同様に、図11において、ハウジング232の右側(上流側)半分の天井面は、下流に向かって高さが次第に低くなる傾斜面となっている。ハウジング232の上流側端面に配置されたUV-LED素子214から発せられた光は、この傾斜する天井面(反射面235)で反射され、下方の記録媒体12へと導かれる。
図12(a)は、図11で説明した全面照射時のメディア面における照射光量の分布(照度分布)を示した図であり、図12(b)は図12(a)におけるメディア搬送方向(X方向)についての照度分布断面を示すグラフである。なお、図12(b)は、メディア面における照射領域の中心線(Y方向中心線)上での分布を示すものである。
なお、図12(a)の縦軸はX軸となっており、プラス方向が記録媒体搬送方向の下流側方向に該当し、マイナス方向が記録媒体搬送方向の上流側方向に該当する。
図13は、仮硬化光源ユニット230において、下流側のみ照射を行った場合の透視図である。片側の端面に配置したUV-LED素子214をオフにして、他方の端面のUV-LED素子214をオンすることにより、図13のように照射領域を分割制御できる。なお、下流側の端面に配置したUV-LED素子214をオフ、上流側の端面に配置したUV-LED素子214をオンとすることで、上流側のみ照射を行うことができる。
図14(a)は、上流側UV-LED素子214をオフ、下流側UV-LED素子214をオンしたときメディア面における照射分布を表す。図14(b)は、図14(a)におけるメディア搬送方向(X方向)についての照度分布断面(メディア面における照射領域の中心線(Y方向中心線)上での分布)を示すグラフである。
図15(a)は、上流側UV-LED素子214をオン、下流側UV-LED素子214をオフしたときメディア面における照射分布を表す。図15(b)は、図15(a)におけるメディア搬送方向(X方向)についての照度分布断面(メディア面における照射領域の中心線(Y方向中心線)上での分布)を示すグラフである。
上述した第2構成例の仮硬化光源ユニット230においては、上流側及び下流側の両端面にそれぞれ配置されるUV-LED素子214は、互いに向き合うように対称的に配置してもよいが、図16のように、主走査方向の位置を異ならせて配置してもよい。
図16は、第2構成例の仮硬化光源ユニット230におけるLED配列形態の他の例を示す模式図である。図16において、仮硬化光源ユニット230を挟んで左側が用紙搬送方向の上流側、右側が下流側に相当する。副走査方向(X方向)にノズルが並ぶノズル列61に対して、仮硬化光源ユニット230の上流側端面に配置されたUV-LED素子214-1と、下流側端面に配置されたUV-LED素子214-2は、互いに主走査方向(Y方向)の位置が異なる位置に配置される。
このような構成によれば、ノズルからの距離が離れている領域のみ、より一層インクが打滴後に広がってピニングされることになるため、バンディング縞などが一層目立ち難くなる。このため、白インク及びクリアインクに適する硬化が可能になる。
〔仮硬化光源ユニットの第3構成例〕
図17は、第3構成例に係る仮硬化光源ユニットを用いた紫外線照射部の配置構成を示す模式図である。図17ではインクジェットヘッドの記載を省略し、仮硬化光源ユニット240A,240Bと本硬化光源34A,34Bの配置形態のみを示した。また、図17では、本硬化光源34A,34Bを構成する各UV-LED素子215の配置形態を示すためLED背面側を表示した。
図17は、第3構成例に係る仮硬化光源ユニットを用いた紫外線照射部の配置構成を示す模式図である。図17ではインクジェットヘッドの記載を省略し、仮硬化光源ユニット240A,240Bと本硬化光源34A,34Bの配置形態のみを示した。また、図17では、本硬化光源34A,34Bを構成する各UV-LED素子215の配置形態を示すためLED背面側を表示した。
図17の本硬化光源34A,34Bは、それぞれ12個のUV-LED素子215を備え、Y方向に6個のLEDが一定間隔で並んだLED素子列をX方向に2列並べた配置形態となっている。この6×2列で配置されるLED素子群は、X方向の上流側のLED素子列と下流側のLED素子列とがY方向に配置位置をずらした千鳥状の配置となっている。なお、本硬化光源34A,34Bを構成するLEDの個数及び配置形態はこの例に限定されない。
図17に示した仮硬化光源ユニット240A,240Bは、X方向の下流側の端面に複数個のUV-LED素子214が配置されており、点灯させるLEDによって、照射する領域を選択可能な光源箱の構造となっている。ここでは、仮硬化光源ユニット240A,240Bは、それぞれ4個のUV-LED素子214が上下2段、左右2列の2×2配列形態で配置されている例を示すが、LEDの個数及び配置形態はこの例に限定されない。
図18は、仮硬化光源ユニット240A又は240Bを下面側から見た斜視図である。構造が共通する仮硬化光源ユニット240A,240Bを符号240として図18に示した。ハウジング242の底面に配置された光拡散板246の光出射面247のうち、UV-LED素子214に近い領域には、光量分布を調整するためのパターン248が形成されている。
図19はハウジング242の内部構造を示している。図19では光拡散板246の記載を省略している。図19に示すように、ハウジング242内には、上下に並ぶUV-LED素子214の光伝達空間を隔てる分割部品としてのミラー部材252が配置されている。図20は、ハウジング242の内部に配置される分割部品(ミラー部材252)の例を示した斜視図である。図19及び図20に示したように、仮硬化光源ユニット240(光源箱)の内部は、ミラー部材252によって区画される二重天井の構造となっている。ミラー部材252の上側の面252A及び下側の面252Bは、いずれも反射面として機能する。また、ハウジング242を構成するフレーム部材254の天井面(ハウジング242の内側の面)も反射面として機能する。
図21は、仮硬化光源ユニット240において、全面照射時の光線を示した透視図である。図22は上流のみ照射時の様子を示す透視図、図23は、下流のみ照射時の様子を示す透視図である。
ハウジング242のX方向片側端面に配置される4個のUV-LED素子214のうち、上段に配置される2個のUV-LED素子214から発せられる光は、図22に示すように、ミラー部材252の上面側(252A)及びハウジング242の天面242Aで反射され、記録媒体12上に導かれる。この上段LEDによる照射領域261は、当該仮硬化光源ユニット240の全照射範囲のうち、X方向の上流側の領域となる。
一方、4個のUV-LED素子214のうち、下段に配置される2個のUV-LED素子214から発せられる光は、図23に示すように、ミラー部材252の下面側(252B)で反射され、記録媒体12上に照射される。この下段LEDによる照射領域262は、当該仮硬化光源ユニット240の全照射範囲のうち、X方向の下流側の領域となる。
このように、ミラー部材252の配置によって、紫外線の照射領域が上流側、下流側の2領域に分割され、それぞれの照射領域がノズル列の分割領域(図6の符号61-1、61-2参照)に対応している。かかる構成により、下地となる白インク層を、上流側のノズル(符号61-1)で吐出した場合、その着弾インクが記録媒体12上で広がるように、上流側半分ではピニング光を照射しない、或いは、ピニング光量を下流側半分よりも低光量とするという光量制御が可能である。
図24(a)は、第3構成例に係る仮硬化光源ユニット240における全面照射時のメディア面上での照射分布を示す図であり、図24(b)は図24(a)におけるメディア搬送方向(X方向)についての照度分布断面(メディア面における照射領域の中心線(Y方向中心線)上での分布)を示すグラフである。
図25(a)は、下流側をオン、上流側をオフしたときメディア面における照射分布を表す。図25(b)は、図25(a)におけるメディア搬送方向(X方向)についての照度分布断面(メディア面における照射領域の中心線(Y方向中心線)上での分布)を示すグラフである。
図26(a)は、下流側をオフ、上流側をオンしたときメディア面における照射分布を表す。図26(b)は、図26(a)におけるメディア搬送方向(X方向)についての照度分布断面(メディア面における照射領域の中心線(Y方向中心線)上での分布)を示すグラフである。
<第2具体例>
図27は、第2具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図であり、図28は、図27に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34A,34Bの配置を模式的に図示した説明図である。以下の説明では、先に説明した部分と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図27は、第2具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図であり、図28は、図27に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34A,34Bの配置を模式的に図示した説明図である。以下の説明では、先に説明した部分と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図27に示す画像は、像形成層数が2であり、透明の記録媒体12にカラー画像層82が形成され、カラー画像層82上に白地層80が形成される。かかる構造を有する画像は、記録媒体12の裏面(画像が形成される面の反対側面)から見たときに白地層80を背景としてカラー画像層82を視認することができる。
ステップ1はカラー画像層82の形成工程であり、図28における左側の本硬化光源34Aを、符号34A-2を付して破線により図示した、ホワイトインクの吐出位置(ノズル列61Wの下流側領域61-2とキャリッジ移動方向に並ぶ位置)に移動させる(移動方向を上向き矢印線により図示)。そして、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61-1から記録媒体12上にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して、一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1~5mJ/cm2)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。
ステップ2はカラー画像層82の形成工程から白地層80の形成工程までの期間であり、仮硬化状態が所定時間維持されることで記録媒体12とカラー画像層82との密着親和性が高くなり、ドットの広がりが促進されるとともにパイルハイトの低減化が促進され、さらに、カラー画像の光沢性が向上する。
ステップ3は白地層80の形成工程であり、記録媒体12のカラーインクの吐出位置から記録媒体搬送方向へ(Lw/2)だけ下流側のホワイトインクの吐出位置(すでに形成されたカラー画像層82上)では、キャリッジ30(図3参照)をキャリッジ移動方向へ走査させ、ノズル列61Wの下流側領域61-2のみから仮硬化状態のカラー画像層82の上にホワイトインクを吐出させる。そして、ノズル列61Wに後続してキャリッジ移動方向に走査する本硬化光源34Aから記録媒体12に着弾した直後のホワイトインク、及びホワイトインクの下の仮硬化状態のカラー画像層82に対して、一回のキャリッジの走査で本硬化処理と同等の高い光量(一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm2)以上の紫外線が照射され、白地層80(図29参照)が形成されるとともに、カラー画像層82の硬化が促進される。
当該白地層80に対する仮硬化光源32A,32Bの照射領域の制御については、第1具体例で説明したものと同様である。
ステップ4は本硬化処理工程であり、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置された本硬化光源34Bを用いて、白地層80及びカラー画像層82に本硬化処理が施される。かかる本硬化処理における紫外線光量は一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm2である。白地層80及びカラー画像層82を本硬化させることで、カラー画像層82の光沢性がより向上し、白地層80とカラー画像層82との密着性の改善とカラー画像層82の膜質硬化とが両立される。
<第3具体例>
図29は、第3具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図であり、図30は、図29に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34A,34Bの配置を模式的に図示した説明図である。図29に示す画像は、像形成層数が2であり、記録媒体12にカラー画像層82が形成され、カラー画像層82上に透明層84が形成されている。
図29は、第3具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図であり、図30は、図29に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34A,34Bの配置を模式的に図示した説明図である。図29に示す画像は、像形成層数が2であり、記録媒体12にカラー画像層82が形成され、カラー画像層82上に透明層84が形成されている。
ステップ1はカラー画像層82の形成工程であり、本硬化光源34Aを移動させずにインクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置したまま(図30中符号34A-0を付して図示)、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61-1から記録媒体12上にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1~5mJ/cm2)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。
ステップ2は透明層84の形成工程であり、記録媒体12のカラーインクの吐出位置から記録媒体搬送方向へ(Lw/2)だけ下流側のクリアインクの吐出位置(すでに形成されたカラー画像層82上)では、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61CLの下流側領域61-2から仮硬化状態のカラー画像層82にクリアインクを吐出させる。また、ノズル列61CLに後続する仮硬化光源32A,32Bから、カラー画像層82上に着弾した直後のクリアインクに対して一回のキャリッジの走査で低光量(カラー画像層82に対するピニング露光よりも低光量)の紫外線を照射して仮硬化させる。或いは、当該クリアインクに対してピニング露光を実施しないものとする。これにより、クリアインクの濡れ広がりが促進され、透明層の平坦化、均一化を達成できる。
ステップ3はカラー画像層82の形成工程から本硬化処理工程までの期間であり、記録媒体12のカラーインクの吐出位置からさらに記録媒体搬送方向へ(Lw/2)だけ下流側のカラー画像層82の上に透明層84が積層された部分はノズル列61の吐出位置から抜け出し、本硬化光源34Bによる紫外線照射エリアに位置する。クリアインクの仮硬化状態を所定時間維持することで、カラー画像層82への浸透、ドットの広がり及びパイルハイトの低減化が促進さる。また、カラー画像層82の光沢性がより向上するとともに、記録媒体12とカラー画像層82との密着性、及びカラー画像層82と透明層84との密着性も改善される。
ステップ4は本硬化処理工程であり、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置された本硬化光源34A,34Bを用い、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、カラー画像層82及び透明層84に本硬化処理が施される。かかる本硬化処理における紫外線光量は、一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm2以上である。カラー画像層82及び透明層84を本硬化させることで、記録媒体12とカラー画像層82の密着性がより改善され、カラー画像層82の膜質硬化が両立される。
<第4具体例>
図31は、第4具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図であり、図32は、図31に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34Aの配置を模式的に図示した説明図である。図31に示す画像は、像形成層数が3であり、透明の記録媒体12に第1のカラー画像層82-1、白地層80、第2のカラー画像層82-2の順に各層が積層された構造を有している。すなわち、白地層80が上下のカラー画像層82-1,82-2にはさまれた構造を有している。かかる構造を有する画像は、記録媒体12の両面から白地層80を背景としたカラー画像層82が視認される。
図31は、第4具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図であり、図32は、図31に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34Aの配置を模式的に図示した説明図である。図31に示す画像は、像形成層数が3であり、透明の記録媒体12に第1のカラー画像層82-1、白地層80、第2のカラー画像層82-2の順に各層が積層された構造を有している。すなわち、白地層80が上下のカラー画像層82-1,82-2にはさまれた構造を有している。かかる構造を有する画像は、記録媒体12の両面から白地層80を背景としたカラー画像層82が視認される。
図32に示すように、各ノズル列61は上流側領域61-11と、中央領域61-12と、下流側領域61-13に三分割され、カラーインクはノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61-11及び下流側領域61-13のみから吐出され、ホワイトインクはノズル列61Wの中央領域61-12のみから吐出される。
すなわち、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61-11から吐出させたカラーインクにより、カラー画像層82-1が形成されると、記録媒体12の記録媒体搬送方向に距離(Lw/3)だけ下流側のホワイトインクの吐出位置では、カラー画像層82-1の上にノズル列61Wの中央領域61-12から吐出させたホワイトインクによる白地層80が形成(積層)され、さらに、記録媒体12の記録媒体搬送方向に距離(Lw/3)だけ下流側のカラーインクの吐出位置では、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの下流側領域61-13から吐出させたカラーインクによりカラー画像層82-2が形成(積層)される。
仮硬化光源32A,32Bは、上記3分割されたノズル列の各分割ノズル領域(上流側領域61-11、中央領域61-12、下流側領域61-13)の描画範囲に対応して、照射領域がX方向に3分割されており、図32中符号32A-11、32A-12、32A-13、32B-11、32B-12、32B-13で示す分割単位(分割照射領域)ごとに光量の制御が可能となっている。
また、本硬化光源34Aは、符号34A-12を付して破線により図示した、ホワイトインクの吐出位置(ホワイトインクを吐出させるノズル列61Wの中央領域61-12とキャリッジ移動方向に並ぶ位置)に移動され、記録媒体12に着弾した直後のホワイトインクに対して、一回のキャリッジの走査で本硬化処理と同等の高光量(一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm2)以上の紫外線が照射される。なお、本硬化光源34AのX方向照射幅は、分割されたノズル領域(符号61-12)に対応する幅とされる。
一方、カラーインクに対して、仮硬化光源32A,32Bから一回のキャリッジの走査あたり1~5mJ/cm2の紫外線照射による仮硬化処理の後に、本硬化光源34B(又は、本硬化光源34A)から一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm2以上の紫外線照射による本硬化処理が施される。
画像形成プロセスのステップ1はカラー画像層82-1の形成工程であり、ホワイトインクの吐出位置に本硬化光源34Aを移動させ、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61-11から記録媒体12上にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して、一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1~5mJ/cm2)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。
ステップ2はカラー画像層82-1の形成工程から白地層80の形成工程までの期間であり、カラー画像層82が形成された部分は、仮硬化状態が一定時間維持されることで、カラー画像層82-1と記録媒体12との密着性が向上し、ドットの広がり及びパイルハイトの低減化が促進される。
ステップ3は白地層80の形成工程であり、記録媒体12のカラーインクの吐出位置から記録媒体搬送方向へ(Lw/3)だけ下流側のホワイトインク吐出位置では、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させ、ノズル列61Wの中央領域61-12のみから仮硬化状態のカラー画像層82-1の上にホワイトインクを吐出させる。そして、ノズル列61Wに後続して走査する本硬化光源34Aから記録媒体12に着弾した直後のホワイトインク、及びホワイトインクの下の仮硬化状態のカラー画像層82-1に対して、一回のキャリッジの走査で本硬化処理と同等の高光量(一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm2以上)の紫外線が照射されて、ホワイトインクがほぼ硬化した白地層80が形成される。当該白地層80に対する仮硬化光源32A,32Bの照射領域の光量制御については、第1具体例で説明したものと同様である。
ステップ4はカラー画像層82-2の形成工程であり、記録媒体12のホワイトインク吐出位置からさらに記録媒体搬送方向へ(Lw/3)だけ下流側のカラーインク吐出位置では、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの下流側領域61-13から白地層80の上にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して、一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1~5mJ/cm2)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。
そうすると、白地層80の上に着弾したカラーインクの着弾干渉が防止されるとともに、仮硬化状態が一定時間維持されることで、ドットの広がり及びパイルハイトの低減化が促進される。
ステップ5はカラー画像層82の形成工程から本硬化処理工程までの期間であり、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置された本硬化光源34Bを用いて、カラー画像層82-1,82-2、及びカラー画像層82-1,82-2にはさまれた白地層80に本硬化処理が施される。かかる本硬化処理における紫外線光量は、一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm2以上である。カラー画像層82-1,82-2及び白地層80を本硬化させることで、カラー画像層82-1,82-2の光沢性がより向上し、記録媒体12とカラー画像層82-1の密着性、カラー画像層82-1,82-2と白地層80との密着性の改善と、カラー画像層82-1,82-2の膜質硬化とが両立される。
〔仮硬化光源ユニットの第4構成例〕
図33は、図31から図32で説明した3層構造の画像形成に対応した仮硬化光源ユニット300の構成例を示す側面透視図である。図34はその平面透視図である。図33及び図34に示す第4構成例において、図7及び図8で説明した第1構成例と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図33は、図31から図32で説明した3層構造の画像形成に対応した仮硬化光源ユニット300の構成例を示す側面透視図である。図34はその平面透視図である。図33及び図34に示す第4構成例において、図7及び図8で説明した第1構成例と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図33及び図34に示す仮硬化光源ユニット300は、第1構成例の仮硬化光源ユニット210(図7及び図8)と基本的な構成は同じであり、LED素子列の分割形態が3分割となっている点で相違する。すなわち、図33及び図34に示す仮硬化光源ユニット300は、X方向に沿って並ぶ複数個のUV-LED素子214は、記録媒体搬送方向(X方向)の下流側の領域304-1と、中央部の領域304-2と、上流側の領域304-3の3領域に分割されており、各分割領域304-1、304-2、304-3にそれぞれ2個ずつのUV-LED素子214が含まれている。
ハウジング212の内部には、上記3分割されたLED素子列の領域を区画するための範囲規制部材として、遮光性のある仕切部材226が設けられている。仕切部材226は、中央部の領域304-2に属する2個のUV-LED素子214の周囲を囲うように配置される。
ホワイトインクによる層形成時には中央部の領域304-2に属するUV-LED素子214がオフされ、下流側及び上流側の領域304-1、304-3に属するUV-LED素子214がオンされる。
或いはまた、中央部の領域304-2に属するUV-LED素子214をオフする制御に代えて、中央部の領域304-2に属するUV-LED素子214の発光量を、下流側及び上流側の領域304-1、304-3に属するUV-LED素子214よりも低光量として発光させる態様も可能である。
〔仮硬化光源ユニットの第5構成例〕
図35は、図31から図32で説明した3層構造の画像形成に対応した仮硬化光源ユニットの他の構成例を示す側面透視図である。図35に示す第5構成例において、図9から図11で説明した第2構成例と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図35は、図31から図32で説明した3層構造の画像形成に対応した仮硬化光源ユニットの他の構成例を示す側面透視図である。図35に示す第5構成例において、図9から図11で説明した第2構成例と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図35に示す仮硬化光源ユニット310は、第2構成例の仮硬化光源ユニット210(図9から図11)と同様に上流側端面、及び下流側の端面にUV-LED素子214が配置される点で共通しており、ハウジング232の内部に、図19で説明したミラー部材252と類似するミラー部材312,313が配置され、照射領域が3分割されている点で第2構成例と相違する。
図36は、3分割された照射領域のうち、下流側の1/3の領域のみを照射する様子を示した透視図である。この場合、下流側の端面の下段に配置されたUV-LED素子214がオンされ、他のUV-LED素子はオフされる。点灯(オン)されたUV-LED素子214から発せられた光は、ミラー部材312の下面312Aで反射され、記録媒体12に照射される。
なお、上流側端面の下段に配置されたUV-LED素子214を点灯させ、その他のUV-LED素子をオフすることにより、上流側の1/3領域のみを照射することが可能である。
図37は、3分割された照射領域のうち、下流側1/3の領域と上流側1/3の領域について照射を行い、中央部の1/3の領域を照射しない場合の例を示した透視図である。この場合、下流側及び上流側の両端面の下段に配置されたUV-LED素子214がオンされ、上段のUV-LED素子はオフされる。点灯(オン)されたUV-LED素子214から発せられた光は、ミラー部材312、313の下面312A、313Aで反射され、記録媒体12に照射される。
このような構成により、ノズル列の上流側(図32の符号61-11参照)、下流側(符号61-13参照)から吐出されるカラー層を仮硬化露光し、中間の白インク層にはピニング露光しない(又はカラー層よりも低光量のピニング露光を行う)、分離露光制御が実現される。
図35~図37に示した仮硬化光源ユニット310におけるミラー部材312の下面側の反射面312Aは「第1反射面」に相当する。ミラー部材234の下面側の反射面は「第2反射面」に相当する。ミラー部材313の下面側の反射面313Aは「第3反射面」に相当し、ミラー部材235の下面側の反射面は「第4反射面」に相当する。また、図37の符号304-1で示す領域が「第1照射領域」に相当し、符号304-2で示す領域が「第2照射領域」、符号304-3で示す領域が「第3領域」に相当する。
図38(a)は、図36で説明した1/3照射時のメディア面上での照射分布を示す図である。図38(b)は、図38(a)におけるメディア搬送方向(X方向)についての照度分布断面(メディア面における照射領域の中心線(Y方向中心線)上での分布)を示すグラフである。
図39(a)は、図37で説明した中央1/3領域を照射しない場合(下流、上流の各領域を照射する場合)のメディア面上での照射分布を示す図である。図39(b)は、図39(a)におけるメディア搬送方向(X方向)についての照度分布断面(メディア面における照射領域の中心線(Y方向中心線)上での分布)を示すグラフである。
〔仮硬化光源ユニットの第6構成例〕
図40は、3層構造の画像形成に適用可能な仮硬化光源ユニットの他の構成例を示す透視図である。図40に示す仮硬化光源ユニット350において、図17から図23で説明した第3構成例の仮硬化光源ユニット240の構成と同一又は類似する要素には、同一の符号を付し、その説明は省略する。
図40は、3層構造の画像形成に適用可能な仮硬化光源ユニットの他の構成例を示す透視図である。図40に示す仮硬化光源ユニット350において、図17から図23で説明した第3構成例の仮硬化光源ユニット240の構成と同一又は類似する要素には、同一の符号を付し、その説明は省略する。
図40の仮硬化光源ユニット350は、上流側又は下流側の端面の一方の端面に複数個のUV-LED素子214を配置する点で第3構成例の仮硬化光源ユニット240と共通するが、ハウジングの内部に、図41及び図42で示すように、下段2個のUV-LED素子214の左右を、上流側と下流側に分離した仕切部材362が配置され、照射領域が3分割される点で第3構成例と相違する。仕切部材362の各面は反射面として機能する。
ノズル列の全範囲に紫外線を照射する場合には、全てのUV-LED素子214を点灯させる。中央部の照射領域のみを紫外線照射オフする場合には、下段のUV-LED素子214のうち一方(図40において奥)のUV-LED素子をオフにする。下段の他方(図40において手前側)のUV-LED素子は点灯させるが、当該UV-LED素子から発せられる光は仕切部材362の反射面362A、362B、362C等で反射され、光通過部364から記録媒体12に向けて出射される。また、上段のUV-LED素子214から発せられた光は、仕切部材362の上面並びにハウジングの内面で反射され、記録媒体12上に導かれる。こうして、中央部の領域のみをオフする(低光量とする)分離露光制御が可能である。
図40~図42に示した仮硬化光源ユニット350において、反射面362A、362B、362Cの組み合わせが「第5反射面」に相当する。仕切部材362による反射面362D、362E、362Fの組み合わせが「第6反射面」に相当し、ハウジング242の天面による反射面が「第7反射面」に相当する。
図40に示した4個のUV-LED素子214のうち、下段の手前側の1つが「第1のグループに属する活性光線発光素子」に相当し、下段の奥の1つが「第2のグループに属する活性光線発光素子」に相当する。上段に配置された2個のUV-LED素子214が「第3のグループに属する活性光線発光素子」に相当する。
本例では、4個のUV-LED素子214を用いた構成のため、各グループに属するUV-LED素子は1つ又は2つとなっているが、グループごとの発光素子の個数は本例に限定されない。各グループに少なくとも1つの発光素子が含まれていればよい。
図43(a)は、第6構成例の仮硬化光源ユニット350において全面照射した場合のメディア面上での照射分布を示す図である。図43(b)は、図43(a)におけるメディア搬送方向(X方向)についての照度分布断面(メディア面における照射領域の中心線(Y方向中心線)上での分布)を示すグラフである。
図44(a)は、第6構成例の仮硬化光源ユニット350において、中央1/3領域のみ照射を行わない場合のメディア面上での照射分布を示す図である。図44(b)は、図44(a)におけるメディア搬送方向(X方向)についての照度分布断面(メディア面における照射領域の中心線(Y方向中心線)上での分布)を示すグラフである。
上述した第1~第4具体例において、形成される画像の形態(各層を形成するインクの種類、層数等)が決められる層形成モードが切り換えられると、本硬化光源34Aを自動的にホワイトインクの吐出位置に移動させるように構成する態様が好ましい。層形成モードの切り換えは、後述する入力装置(図50に符号122を付して図示)による入力信号に応じて行うことができる。
かかる層形成モードの切り換えにより、本硬化光源34Aを自動的に移動させる構成例として、キャリッジ移動方向の画像形成領域外で本硬化光源34Aを押圧するカム機構と、本硬化光源34Aを所定位置にロックさせるロック機構(ストッパー)と、を含む形態の光源移動部が挙げられる。
図45は、上述したカム機構(カム35A’)及びロック機構(ストッパー35B’,35C’等)を含む光源移動部35’の構成を示す斜視図である。同図に示すように、キャリッジ30(図3参照)を図3(図47)中左方向に走査させて、画像形成領域外に設けられたカム35A’の配設位置まで移動させると、図45に示すように、本硬化光源34Aの底面に設けられたカムローラ35D’がカム35A’に形成されたカム曲線に沿って移動し、本硬化光源34Aはスライドシャフト35E’,35F’に沿って副走査方向X(図47に白抜き矢印線により図示)へスライドする。
なお、本硬化光源34Aは、押圧スプリング35G’,35H’により、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側(図47に図示した白抜き矢印線と反対方向)へ付勢され、スライドシャフト35E’,35F’の端にはストッパー35I’,35Jが設けられている。
本硬化光源34Aの底面に設けられた爪部35K’が、本硬化光源34Aの停止位置に対応してキャリッジ30に設けられ、下側からバネ(弾性変形部材)35L’,35M’により上方向に付勢されるロック機構35B’,35C’の位置に到達すると、爪部35K’とロック機構35B’(35C’)が係合され、本硬化光源34Aが所定位置に固定される。
例えば、ストッパー35C’は、図6に符号34A-1を付した本硬化光源34Aの固定位置に対応し、ストッパー35B’は、図28に符号34A-2を付した本硬化光源34Aの固定位置に対応している。
図46は、図45に示す光源移動機構のロック解除状態を示す斜視図である。キャリッジ30を図3における右側に移動させて、画像形成領域外のロック解除カム35N’,35O’の配設位置に達すると、ロック解除カム35N’,35O’によってロック機構35B’,35C’の爪部35K’に係合される端と反対側の端が押し上げられ、ロック機構35B’,35C’の爪部35K’と係合される端が下方向へ押し下げられ、ロック機構35B’(35C’)と爪部35K’との係合が解除される。
そうすると、押圧スプリング35G’,35H’の弾性力(復元力)によって、本硬化光源34Aをインクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側へ移動させ、本硬化光源34Aは、スライドシャフト35E’,35F’の端に設けられたストッパー35I’,35J’に突き当たり、この位置に停止する。
図47は、図45に示す光源移動機構の配置を示す平面図である。同図に示すように、カム35A’及びロック解除カム35N’,35O’は、画像形成領域の外に設けられ、他の構造は、キャリッジ30に搭載されている。かかる構成によれば、キャリッジ30を画像形成領域外に設けられカム機構(ロック機構、ロック解除機構)の位置に移動させることで、本硬化光源34Aを自動的にホワイトインクの吐出位置に移動させることが可能となる。
なお、他の実施形態として、本硬化光源34Aのポジション(現在位置)をセンサにより検出し、層形成モードに対応する所望の位置に本硬化光源34Aが位置していない場合は、表示パネルにその旨を表示させることも好ましい。かかる態様では、表示パネルに表示された情報を操作者が視認して、手動で本硬化光源34Aの位置を変更する形態も考えられる。
本実施形態では、具体例の説明は省略したが、ホワイトインクをメタルインクに置き換えてメタルインクによる層が形成される場合にも、上述した第1~第5具体例と同様の画像形成が可能である。すなわち、カラーインクやクリアインクと比較して、紫外線の吸収特性が低く、相対的に紫外線に対する感度が低いインクを用いて背景や下地となる層が形成される場合には、当該背景層(下地層)を形成するインクは、仮硬化処理をせずに本硬化処理が施される。
本発明における活性化光線に対する感度(硬化の速さ)は、以下のように定義される。まず、一定膜厚のインク膜を生成した後に、露光量を増やしながら段階的に露光し、その膜にインクジェット紙を擦り付け、擦り付けたインクジェット紙に転写物が付着するか否かを目視で確認する。擦り付けたインクジェット紙に付着するインクが無くなるまでに必要な露光量が多いものを、相対的に紫外線に対する感度が低いインクと定義する。
具体的に、紫外線に対する感度が低いインクとして、一般に、ブラックインク、ホワイトインク、メタリックインクが挙げられる。これらのインクは紫外線領域から可視光領域にかけて光透過性が悪く、イエロー、シアン、マゼンタインクなどのカラーインクより硬化に時間がかかることがある。
つまり、ブラックインク、ホワイトインク、メタリックインク等の相対的に紫外線に対する感度が低いインクは、イエロー、シアン、マゼンタインクなどのカラーインクと異なり、紫外線領域から可視光領域(200nm~700nm)にかけてブロードの(広範囲の周波数帯域に対応する)吸収特性を有しているので、短波光、長波光とも透過が困難である。例えば、現在市場で望まれている画像の色濃度を実現しようとしたときに、多くの光源における主たるピーク波長である365nmの紫外線の上記のカラーインクの光透過率は、ホワイトインク等に比べて1.5倍から10倍程度である。
また、先に述べたように、長波発光波長(365nm~405nm)しか有さない紫外線発光ダイオードを硬化光源に適用すると、開始剤の長波化が必須であり、それにより硬化膜が黄変してしまうことがある。そのため黄変が顕著に目立つクリアインクなどでは開始剤量が制限され、紫外線に対して感度が低く硬化が遅くなってしまう。
<本硬化光源の位置を変更する手段の変形例>
図48は、本硬化光源34Aの変形例を模式的に図示した説明図である。同図に示す本硬化光源34Aのユニットモジュールがカセット化され、キャリッジ30(図3参照)に本硬化光源ユニットモジュールが取り付けられるカセット(本硬化光源ユニットモジュール)挿入部160,162,164が設けられている。図48に示す例では、ノズル列61が三分割される場合(第4具体例)に対応して、記録媒体搬送方向上流側から、カセット挿入部160,162,164が設けられている。
図48は、本硬化光源34Aの変形例を模式的に図示した説明図である。同図に示す本硬化光源34Aのユニットモジュールがカセット化され、キャリッジ30(図3参照)に本硬化光源ユニットモジュールが取り付けられるカセット(本硬化光源ユニットモジュール)挿入部160,162,164が設けられている。図48に示す例では、ノズル列61が三分割される場合(第4具体例)に対応して、記録媒体搬送方向上流側から、カセット挿入部160,162,164が設けられている。
すなわち、最大像形成層数Nmaxと同じ数のカセット挿入部を備え、ホワイトインクの吐出位置に対応するカセット挿入部に本硬化光源ユニットモジュールを挿入するように構成する態様が好ましい。この場合に、本硬化光源ユニットモジュールの紫外線照射エリアの記録媒体搬送方向の長さは、(ノズル列の全長Lw/最大像形成層数Nmax)となる。
〔インク供給系の説明〕
図49は、インクジェット記録装置10のインク供給系の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクカートリッジ36に収容されているインクは、供給ポンプ70によって吸引され、サブタンク72を介してインクジェットヘッド24に送られる。サブタンク72には、内部のインクの圧力を調整するための圧力調整部74が設けられている。圧力調整部74は、バルブ76を介してサブタンク72と連通される加減圧用ポンプ77と、バルブ76と加減圧用ポンプ77との間に設けられる圧力計78と、を具備している。
図49は、インクジェット記録装置10のインク供給系の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクカートリッジ36に収容されているインクは、供給ポンプ70によって吸引され、サブタンク72を介してインクジェットヘッド24に送られる。サブタンク72には、内部のインクの圧力を調整するための圧力調整部74が設けられている。圧力調整部74は、バルブ76を介してサブタンク72と連通される加減圧用ポンプ77と、バルブ76と加減圧用ポンプ77との間に設けられる圧力計78と、を具備している。
通常の印字時は、加減圧用ポンプ77がサブタンク72内のインクを吸引する方向に動作し、サブタンク72の内部圧力及びインクジェットヘッド24の内部圧力が負圧に維持される。一方、インクジェットヘッド24のメンテナンス時は、加減圧用ポンプ77がサブタンク72内のインクを加圧する方向に動作し、サブタンク72の内部及びインクジェットヘッド24の内部が強制的に加圧され、インクジェットヘッド24内のインクがノズルを介して排出される。インクジェットヘッド24から強制的に排出されたインクは、上述したキャップ(図示せず)のインク受けに収容される。
〔インクジェット記録装置の制御系の説明〕
図50はインクジェット記録装置10の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置10は、制御手段としての制御装置102が設けられている。制御装置102としては、例えば、中央演算処理装置(CPU)を備えたコンピュータ等を用いることができる。制御装置102は、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。制御装置102には、記録媒体搬送制御部104、キャリッジ駆動制御部106、光源制御部108、画像処理部110、吐出制御部112が含まれる。これらの各部は、ハードウエア回路又はソフトウエア、若しくはこれらの組合せによって実現される。
図50はインクジェット記録装置10の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置10は、制御手段としての制御装置102が設けられている。制御装置102としては、例えば、中央演算処理装置(CPU)を備えたコンピュータ等を用いることができる。制御装置102は、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。制御装置102には、記録媒体搬送制御部104、キャリッジ駆動制御部106、光源制御部108、画像処理部110、吐出制御部112が含まれる。これらの各部は、ハードウエア回路又はソフトウエア、若しくはこれらの組合せによって実現される。
記録媒体搬送制御部104は、記録媒体12(図1参照)の搬送を行うための搬送駆動部114を制御する。搬送駆動部114は、図2に示すニップローラ40を駆動する駆動用モータ、及びその駆動回路が含まれる。プラテン26(図1参照)上に搬送された記録媒体12は、インクジェットヘッド24による主走査方向の往復走査(印刷パスの動き)に合わせて、スワス幅単位で副走査方向へ間欠送りされる。
図50に示すキャリッジ駆動制御部106は、キャリッジ30(図1参照)を主走査方向に移動させるための主走査駆動部116を制御する。主走査駆動部116は、キャリッジ30の移動機構に連結される駆動用モータ、及びその制御回路が含まれる。光源制御部108は、光源駆動回路118を介して仮硬化光源32A,32Bの発光を制御するとともに、光源駆動回路119を介して本硬化光源34A,34Bの発光を制御する制御手段である。仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bとして、UV-LED素子(紫外LED素子)やメタルハライドランプなどのUVランプが適用される。
制御装置102は、操作パネル等の入力装置122、表示装置120が接続されている。入力装置122は、外部操作信号を制御装置102へ手動で入力する手段であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、操作ボタンなど各種形態を採用しうる。表示装置120には、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、CRTなど、各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置122を操作することにより、作画モードの選択、印刷条件の入力や付属情報の入力・編集などを行うことができ、入力内容や検索結果等の各種情報は、表示装置120の表示を通じて確認することができる。
また、インクジェット記録装置10には、各種情報を格納しておく情報記憶部124と、印刷用の画像データを取り込むための画像入力インターフェース126が設けられている。画像入力インターフェース126には、シリアルインターフェースを適用してもよいし、パラレルインターフェースを適用してもよい。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
画像入力インターフェース126を介して入力された画像データは、画像処理部110にて印刷用のデータ(ドットデータ)に変換される。ドットデータは、一般に、多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、sRGBなどで表現された画像データ(例えば、RGB各色について8ビットの画像データ)をインクジェット記録装置10で使用するインク各色の色データに変換する処理である。
ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して、誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータに変換する処理である。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般に3以上の階調値を有する階調画像データを元の階調値未満の階調値を有する階調画像データに変換する。最も簡単な例では、2値(ドットのオンオフ)のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類(例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの3種類)に対応した多値の量子化を行うことも可能である。
こうして得られた2値又は多値の画像データ(ドットデータ)は、各ノズルの駆動(オン)/非駆動(オフ)、さらに、多値の場合には液滴量(ドットサイズ)を制御するインク吐出データ(打滴制御データ)として利用される。
吐出制御部112は、画像処理部110において生成されたドットデータに基づいて、ヘッド駆動回路128に対して吐出制御信号を生成する。また、吐出制御部112は、不図示の駆動波形生成部を備えている。駆動波形生成部は、インクジェットヘッド24の各ノズルに対応した吐出エネルギー発生素子(本例では、ピエゾ素子)を駆動するための駆動電圧信号を生成する手段である。駆動電圧信号の波形データは、予め情報記憶部124に格納されており、必要に応じて使用する波形データが出力される。駆動波形生成部から出力された信号(駆動波形)は、ヘッド駆動回路128に供給される。なお、駆動波形生成部から出力される信号はデジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。
ヘッド駆動回路128を介してインクジェットヘッド24の各吐出エネルギー発生素子に対して、共通の駆動電圧信号が印加され、各ノズルの吐出タイミングに応じて各エネルギー発生素子の個別電極に接続されたスイッチ素子(不図示)のオンオフを切り換えることで、対応するノズルからインクが吐出される。
情報記憶部124には、制御装置102のCPUが実行するプログラム、及び制御に必要な各種データなどが格納されている。情報記憶部124には、作画モードに応じた解像度の設定情報、パス数(スキャンの繰り返し数)、仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bの制御情報などが格納されている。
エンコーダ130は、主走査駆動部116の駆動用モータ、及び搬送駆動部114の駆動用モータに取り付けられており、該駆動モータの回転量及び回転速度に応じたパルス信号を出力し、該パルス信号は制御装置102に送られる。エンコーダ130から出力されたパルス信号に基づいて、キャリッジ30の位置、及び記録媒体12の位置が把握される。
センサ132は、キャリッジ30に取り付けられており、センサ132から得られたセンサ信号に基づいて記録媒体12の幅が把握される。
制御装置102は、本硬化光源34A,34Bの光源移動部35の動作を制御する。例えば、入力装置122から画像形成プロセスの選択情報や本硬化光源34A,34Bの位置情報が入力されると、画像形成プロセスに対応する位置に本硬化光源34A(34B)を移動させる。
上記の如く構成されたインクジェット記録装置及び画像形成方法によれば、ノズル列の分割領域に対応して、ピニング露光領域を分割制御できるため、インク層ごとに適切な硬化処理を実現できる。これにより、白地層、クリアインク光沢層にバンディング現象が発生することを回避することができる。すなわち、白インクのインク吐出領域やクリアインクのインク吐出領域に対するピニング露光をオフ、或いは低光量化することで、白インク滴やクリアインク滴の広がりを促進させることができ、層の平坦化及び均一化を達成できる。これにより、スワス毎の周期的な縞が視認できる状況を回避できる。
また、本実施形態によれば、紫外線の透過特性がよく、紫外線に対する感度が高く硬化が速いインク(カラーインク、クリアインク)に対して、吐出直後に仮硬化光源32A,32Bから低光量の紫外線を照射して仮硬化状態とし、本硬化光源34A,34Bのいずれか一方を、紫外線の透過特性が劣り(紫外線に対する感度が低く)、硬化が遅いインク(ホワイトインク)の吐出位置に移動させ、紫外線に対する感度が低く、硬化の遅いインクに対して吐出直後に本硬化光源34A(34B)から高光量の紫外線を照射して硬化させるので、作画する画像に使用されるインクによって紫外線光量(照射エネルギー量)が最適化され、感度の異なる二種類以上のインクを層として重ねる画像形成が可能となる。
具体的には、カラーインク、クリアインクは、打滴(記録媒体への着弾)直後に仮硬化光源32A,32Bから低光量の紫外線が照射され仮硬化状態とされ、ドット展開時間経過後、かつ、パイルハイトの均一化後に、本硬化光源34B(34A)から高光量の紫外線が照射され本硬化状態とされる。したがって、仮硬化から本硬化までの間にドット展開時間が取られることでドットのゲインをより大きく取ることが可能となり、さらに、パイハイトの均一化の時間が取られることで画像の粒状性が向上する。
また、本硬化光源34A,34Bの少なくともいずれ一方を、記録媒体搬送方向に平行移動可能に構成するとともに、紫外線に対する感度が低く硬化の遅いインクの吐出位置に選択的に配置することができ、さらに、紫外線に対する感度が低く硬化の遅いインクの吐出範囲(ノズル列の全長Lw/像形成層数(分割数)N)に対応して本硬化光源34A,34Bの照射エリアが決められるので、紫外線に対する感度が低く硬化の遅いインクのみに選択的に高光量の紫外線が照射され、インク間の硬化時間の差に起因する不具合を回避しうる。
<変形例1>
上記実施形態では、描画ヘッド部(インクジェットヘッド24)が色別に1列のノズル列を有する例を説明したが、ノズルの配列形態はこの例に限定されない。例えば、各色について、2列の千鳥配列、或いは、さらに多列のマトリクス配列その他の2次元配列でもよい。
上記実施形態では、描画ヘッド部(インクジェットヘッド24)が色別に1列のノズル列を有する例を説明したが、ノズルの配列形態はこの例に限定されない。例えば、各色について、2列の千鳥配列、或いは、さらに多列のマトリクス配列その他の2次元配列でもよい。
<変形例2>
図3のインクジェットヘッド24は、色別のノズル列61が主走査方向(Y方向)に沿って一定のノズル列間ピッチで複数列(インク色数と同数の列)配列されているが、Y方向のノズル列間隔は必ずしも一定でなくてもよい。
図3のインクジェットヘッド24は、色別のノズル列61が主走査方向(Y方向)に沿って一定のノズル列間ピッチで複数列(インク色数と同数の列)配列されているが、Y方向のノズル列間隔は必ずしも一定でなくてもよい。
<変形例3>
上記実施形態では、主走査方向についてインクジェットヘッド24の両側に仮硬化光源32A、32Bと本硬化光源34A、34Bを対称的に配置し(中心線に対して線対称に配置)、往復走査(双方向)で打滴及びUV露光を行う例を述べたが、インクジェットヘッド24の片側のみに仮硬化光源、本硬化光源を配置して、一方向走査時に描画を行う態様も可能である。
上記実施形態では、主走査方向についてインクジェットヘッド24の両側に仮硬化光源32A、32Bと本硬化光源34A、34Bを対称的に配置し(中心線に対して線対称に配置)、往復走査(双方向)で打滴及びUV露光を行う例を述べたが、インクジェットヘッド24の片側のみに仮硬化光源、本硬化光源を配置して、一方向走査時に描画を行う態様も可能である。
<変形例4>
上記実施形態では、記録媒体の搬送方向(X方向)と、インクジェットヘッドの往復移動方向(Y方向)とが直交する場合を説明したが、媒体搬送方向とヘッドの往復移動方向とは必ずしも直交していなくてもよい。記録媒体上に2次元の描画を行うためには、媒体搬送方向とヘッド往復移動方向とが平行でなければよい。
上記実施形態では、記録媒体の搬送方向(X方向)と、インクジェットヘッドの往復移動方向(Y方向)とが直交する場合を説明したが、媒体搬送方向とヘッドの往復移動方向とは必ずしも直交していなくてもよい。記録媒体上に2次元の描画を行うためには、媒体搬送方向とヘッド往復移動方向とが平行でなければよい。
<変形例5>
第1具体例~第4具体例を適宜組み合わせることもできる。例えば、記録媒体上に白地層を形成し、その白地層の上にカラー画像を形成し、カラー画像の上に透明層を形成するという態様も可能である。
第1具体例~第4具体例を適宜組み合わせることもできる。例えば、記録媒体上に白地層を形成し、その白地層の上にカラー画像を形成し、カラー画像の上に透明層を形成するという態様も可能である。
<記録媒体について>
「記録媒体」は、インクが付着される媒体の総称であり、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体、ブリントメディアなど様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フィルム、布、不織布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。
「記録媒体」は、インクが付着される媒体の総称であり、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体、ブリントメディアなど様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フィルム、布、不織布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。
<装置応用例>
上述の実施形態では、ワイドフォーマットタイプのインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。ワイドフォーマット以外のインクジェット記録装置への適用も可能である。
上述の実施形態では、ワイドフォーマットタイプのインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。ワイドフォーマット以外のインクジェット記録装置への適用も可能である。
<付記>
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
(態様1):活性光線の照射によって硬化する第1インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第1ノズル列と、前記第1インクと異なる硬化特性を持つ第2インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第2ノズル列と、を含んだ複数のノズル列を有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出された前記第1インク及び前記第2インクを付着させる記録媒体に対して前記インクジェットヘッドを第1方向に往復移動させる走査手段と、前記インクジェットヘッドに対して前記記録媒体を前記第1方向と平行でない第2方向に相対移動させる相対移動手段と、複数の前記ノズル列の各々を前記第2方向に複数の領域に分割した分割ノズル領域の各々の単位ごとに前記インクジェットヘッドのインク吐出を制御する吐出制御手段と、前記記録媒体上に付着したインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射手段と、前記活性光線照射手段によって前記活性光線を照射する範囲を前記分割ノズル領域のそれぞれに対応して複数の分割照射領域に分割する照射領域分割手段と、前記照射領域分割手段によって分割された前記分割照射領域に対する光量を領域別に制御する光量制御手段と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
この態様によれば、分割したノズル領域に合わせて、各領域に対応した活性光線の照射制御が可能である。これにより、分割ノズル領域ごとに適切な硬化処理を行うことができる。
(態様2):態様1のインクジェット記録装置において、前記吐出制御手段は、前記分割ノズル領域の単位ごとに前記第1インク及び前記第2インクを含む各インクの吐出を制御して、前記記録媒体上に各分割ノズル領域から吐出されたインクによる層を形成し、異なる分割ノズル領域から吐出されたインクにより形成される複数の層を積層させるように前記インクジェットヘッドのインク吐出を制御することを特徴とする。
かかる態様によれば、異なる分割ノズル領域から吐出されるインクによって形成される各層に対して適切な光量制御が可能である。
(態様3):態様1又は2のインクジェット記録装置において、前記第1インクはカラーインクであり、前記第2インクは白インク又はクリアインクであることを特徴とする。
白インク又はクリアインクに対して、カラーインクとは異なる露光を行うことができ、白地層や透明層のバンディング現象を回避することができる。
(態様4):態様3のインクジェット記録装置において、前記カラーインクを吐出させる分割ノズル領域に対応する分割照射領域に対する光量に比べて、前記白インク又は前記クリアインクを吐出させる分割ノズル領域に対応する分割照射領域に対する光量を低光量とすることを特徴とする。
かかる態様によれば、ホワイトインク、クリアインクの着弾滴が広がりや易くなり、層の平坦化、均一化を達成できる。
(態様5):態様4のインクジェット記録装置において、複数の前記分割ノズル領域のうち、いずれかの分割ノズル領域から前記カラーインクが吐出され、吐出された当該カラーインクによって前記記録媒体上にカラー層が形成されるとともに、前記カラー層の下地として、又は前記カラー層の上に積層して、複数の前記分割ノズル領域のうち、前記カラー層を形成する分割ノズル領域とは異なる分割ノズル領域から前記白インクが吐出され、吐出された当該白インクによって前記記録媒体上にホワイト層が積層形成されることを特徴とする。
白地層の上にカラー層を形成する態様、カラー層の上に白地層を形成する態様の両方の態様があり得る。また、カラー層の上に白地層を形成し、さらにその白地層の上にカラー層を積層形成する態様もあり得る。
(態様6):態様4のインクジェット記録装置において、複数の前記分割ノズル領域のうち、いずれかの分割ノズル領域から前記カラーインクが吐出され、吐出された当該カラーインクによって前記記録媒体上にカラー層が形成されるとともに、前記カラー層の下地として、又は前記カラー層の上に積層して、複数の前記分割ノズル領域のうち、前記カラー層を形成する分割ノズル領域とは異なる分割ノズル領域から前記クリアインクが吐出され、吐出された当該クリアインクによって前記記録媒体上にクリア層が積層形成されることを特徴とする。
態様6と態様5とを組合せることも可能である。
(態様7):態様1から6のいずれか1つのインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段は、前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインクを不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段としての第1の活性光線照射手段と、前記第1の活性光線照射手段とは別に、前記記録媒体上のインクを本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段としての第2の活性光線照射手段とを備えていることを特徴とする。
仮硬化露光用の活性光線を照射する手段について、分割照射の構成を適用する態様が好ましい。
態様7の具体的態様として、例えば、前記インクジェットヘッドと、前記仮硬化光源と、前記本硬化光源とがキャリッジに一体的に搭載され、前記走査手段は、前記キャリッジを前記記録媒体に対して相対移動させることが好ましい。
(態様8):態様7のインクジェット記録装置において、前記第2の活性光線照射手段は、前記インクジェットヘッドから前記第1方向に関して、前記第1の活性光線照射手段よりも外側に配置され、前記インクジェット記録装置は、前記分割ノズル領域の描画範囲に対応した位置に前記第2の活性光線照射手段を前記第2方向へ移動させるための照射位置変更手段を備えることを特徴とする。
かかる態様によれば、相対的に活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に活性光線の照射範囲が対応するように、活性光線照射手段を移動させることができ、インク間の硬化感度の違いによる異常を回避しうる。
(態様9):態様8のインクジェット記録装置において、前記第1インク及び前記第2インクを含む複数種類のインクのうち、前記活性光線に対する感度が相対的に低く硬化が遅いインクを吐出する位置に前記第2の活性光線照射手段の活性光線の照射範囲が対応するように、前記第2の活性光線照射手段の位置が設定されることを特徴とする。
例えば、カラーインクに比べて低感度のホワイトインクを吐出させる分割ノズル領域に対応する位置に第2の活性光線照射手段(本硬化手段)を配置する。
(態様10):態様1から9のいずれか1つのインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段は、複数個の活性光線発光素子が並んだ発光素子列を備え、前記照射領域分割手段として、前記発光素子列を複数の領域に分けて各領域の前記活性光線発光素子からの活性光線の出射範囲を規制する範囲規制部材が設けられていることを特徴とする。
発光素子列を分割ノズル領域に対応させて領域分けすることにより、分割ノズル領域に合わせた照射領域の調整が可能である。
(態様11):態様1から9のいずれか1つのインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段は、前記第2方向の両端面のそれぞれに活性光線発光素子が配置されるとともに、前記活性光線発光素子から発せられた活性光線を前記記録媒体に向けて反射する反射面を有し、前記光量制御手段は、前記両端面の各面に配置した前記活性光線発光素子の発光量を制御することを特徴とする。
第2方向の上流側及び下流側の両端面に発光素子を配置する構成により、各端面の発光素子の発光制御を行うことにより、分割ノズル領域に対応した照射領域の分離制御が可能である。
(態様12):態様11のインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段は、前記両端面の各面に複数個の前記活性光線発光素子が配置され、前記両端面のうち一方の端面に配置された複数個の活性光線発光素子のうち、一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して第1照射領域に活性光線を導く第1反射面と、当該一方の端面に配置された複数個の活性光線発光素子のうち他の一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して前記第1照射領域と異なる第2照射領域に活性光線を導く第2反射面と、前記両端面のうち他方の端面に配置された複数個の活性光線発光素子のうち、一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して前記第1照射領域及び前記第2照射領域のいずれとも異なる第3照射領域に活性光線を導く第3反射面と、当該他方の端面に配置された複数個の活性光線発光素子のうち、他の一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して前記第2照射領域に光を導く第4反射面と、を備えることを特徴とする。
かかる態様によれば、照射領域を3分割して領域別に光量を制御することが可能である。
(態様13):態様1から9のいずれか1つのインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段は、前記第2方向の両端面のうち一方の端面のみに複数個の活性光線発光素子が配置され、前記複数個の活性光線発光素子のうち、一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して第1照射領域に活性光線を導く第1反射面と、前記複数個の活性光線発光素子のうち、前記一部の活性光線発光素子以外の他の一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して前記第1照射領域と異なる第2照射領域に活性光線を導く第2反射面と、を備え、前記光量制御手段は、前記一部の活性光線発光素子及び前記他の一部の活性光線発光素子の発光量を制御することを特徴とする。
かかる態様によれば、第2方向の上流側或いは下流側のいずれか一方の端面のみに活性光線発光素子を配置する構成によって、照射領域の分割制御を実現できる。
(態様14):態様1から9のいずれか1つのインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段は、前記第2方向の両端面のうち一方の端面のみに3個以上の複数個の活性光線発光素子が配置され、前記複数個の活性光線発光素子が第1のグループ、第2のグループ及び第3のグループに区分けされ、前記複数個の活性光線発光素子のうち前記第1のグループに属する活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して第1照射領域に活性光線を導く第5反射面と、前記複数個の活性光線発光素子のうち前記第2のグループに属する活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して前記第1照射領域と異なる第2照射領域に活性光線を導く第6反射面と、前記複数個の活性光線発光素子のうち前記第3のグループに属する活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して、前記第1照射領域及び第2照射領域のいずれとも異なる第3照射領域に光を導く第7反射面と、を備え、前記光量制御手段は、前記第1のグループ、前記第2のグループ及び前記第3のグループのグループ単位で前記複数個の活性光線発光素子の発光量を制御することを特徴とする。
かかる態様によれば、第2方向の上流側或いは下流側のいずれか一方の端面のみに活性光線発光素子を配置する構成によって、照射領域を3分割して領域別に光量を制御することが可能である。
(態様15):活性光線の照射によって硬化する第1インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第1ノズル列と、前記第1インクと異なる硬化特性を持つ第2インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第2ノズル列と、を含んだ複数のノズル列を有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して第1方向に移動させる走査工程と、前記インクジェットヘッドに対して前記記録媒体を前記第1方向と平行でない第2方向に相対移動させる相対移動工程と、複数の前記ノズル列の各々を前記第2方向に複数の領域に分割した分割ノズル領域の各々お単位ごとに前記インクジェットヘッドのインク吐出を制御する吐出制御工程と、前記吐出制御工程によって前記インクジェットヘッドから吐出され、前記記録媒体上に付着したインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射工程であって、前記分割ノズル領域のそれぞれに対応して前記活性光線が照射される範囲が複数の分割照射領域に分割され、分割された前記分割照射領域に対する光量を領域別に制御して前記活性光線の照射を行う活性光線照射工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。
10…インクジェット記録装置、12…記録媒体、24…インクジェットヘッド、32A,32B…仮硬化光源、34A,34…本硬化光源、35…光源移動部(移動機構)、61,61C,61M,61Y,61K,61CL,61W…ノズル列、61-1,61-2,61-11,61-12,61-13…分割単位、80…白地層、82,82-1,82-2…カラー画像層、84…透明層、102…制御装置、108…光源制御部、114…搬送駆動部、116…主走査駆動部、118,119…光源駆動回路,128…吐出制御部、210…仮硬化光源ユニット、212…ハウジング、214,215…UV-LED素子、226…仕切部材、230…仮硬化光源ユニット、232…ハウジング、235…反射面、240…仮硬化光源ユニット、242…ハウジング、252…ミラー部材、300,310…仮硬化光源ユニット、312,313…ミラー部材、350…仮硬化光源ユニット
Claims (15)
- 活性光線の照射によって硬化する第1インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第1ノズル列と、前記第1インクと異なる硬化特性を持つ第2インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第2ノズル列と、を含んだ複数のノズル列を有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出された前記第1インク及び前記第2インクを付着させる記録媒体に対して前記インクジェットヘッドを第1方向に往復移動させる走査手段と、
前記インクジェットヘッドに対して前記記録媒体を前記第1方向と平行でない第2方向に相対移動させる相対移動手段と、
複数の前記ノズル列の各々を前記第2方向に複数の領域に分割した分割ノズル領域の各々の単位ごとに前記インクジェットヘッドのインク吐出を制御する吐出制御手段と、
前記記録媒体上に付着したインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射手段と、
前記活性光線照射手段によって前記活性光線を照射する範囲を前記分割ノズル領域のそれぞれに対応して複数の分割照射領域に分割する照射領域分割手段と、
前記照射領域分割手段によって分割された前記分割照射領域に対する光量を領域別に制御する光量制御手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記吐出制御手段は、前記分割ノズル領域の単位ごとに前記第1インク及び前記第2インクを含む各インクの吐出を制御して、前記記録媒体上に各分割ノズル領域から吐出されたインクによる層を形成し、異なる分割ノズル領域から吐出されたインクにより形成される複数の層を積層させるように前記インクジェットヘッドのインク吐出を制御することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記第1インクはカラーインクであり、前記第2インクは白インク又はクリアインクであることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。
- 前記カラーインクを吐出させる分割ノズル領域に対応する分割照射領域に対する光量に比べて、前記白インク又は前記クリアインクを吐出させる分割ノズル領域に対応する分割照射領域に対する光量を低光量とすることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
- 複数の前記分割ノズル領域のうち、いずれかの分割ノズル領域から前記カラーインクが吐出され、吐出された当該カラーインクによって前記記録媒体上にカラー層が形成されるとともに、前記カラー層の下地として、又は前記カラー層の上に積層して、複数の前記分割ノズル領域のうち、前記カラー層を形成する分割ノズル領域とは異なる分割ノズル領域から前記白インクが吐出され、吐出された当該白インクによって前記記録媒体上にホワイト層が積層形成されることを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録装置。
- 複数の前記分割ノズル領域のうち、いずれかの分割ノズル領域から前記カラーインクが吐出され、吐出された当該カラーインクによって前記記録媒体上にカラー層が形成されるとともに、前記カラー層の下地として、又は前記カラー層の上に積層して、複数の前記分割ノズル領域のうち、前記カラー層を形成する分割ノズル領域とは異なる分割ノズル領域から前記クリアインクが吐出され、吐出された当該クリアインクによって前記記録媒体上にクリア層が積層形成されることを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録装置。
- 前記活性光線照射手段は、前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインクを不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化手段としての第1の活性光線照射手段と、前記第1の活性光線照射手段とは別に、前記記録媒体上のインクを本硬化させる活性光線を照射する本硬化手段としての第2の活性光線照射手段とを備えていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記第2の活性光線照射手段は、前記インクジェットヘッドから前記第1方向に関して、前記第1の活性光線照射手段よりも外側に配置され、
前記インクジェット記録装置は、前記分割ノズル領域の描画範囲に対応した位置に前記第2の活性光線照射手段を前記第2方向へ移動させるための照射位置変更手段を備えることを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。 - 前記第1インク及び前記第2インクを含む複数種類のインクのうち、前記活性光線に対する感度が相対的に低く硬化が遅いインクを吐出する位置に前記第2の活性光線照射手段の活性光線の照射範囲が対応するように、前記第2の活性光線照射手段の位置が設定されることを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録装置。
- 前記活性光線照射手段は、複数個の活性光線発光素子が並んだ発光素子列を備え、
前記照射領域分割手段として、前記発光素子列を複数の領域に分けて各領域の前記活性光線発光素子からの活性光線の出射範囲を規制する範囲規制部材が設けられていることを特徴とする1から9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記活性光線照射手段は、前記第2方向の両端面のそれぞれに活性光線発光素子が配置されるとともに、前記活性光線発光素子から発せられた活性光線を前記記録媒体に向けて反射する反射面を有し、
前記光量制御手段は、前記両端面の各面に配置した前記活性光線発光素子の発光量を制御することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記活性光線照射手段は、
前記両端面の各面に複数個の前記活性光線発光素子が配置され、
前記両端面のうち一方の端面に配置された複数個の活性光線発光素子のうち、一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して第1照射領域に活性光線を導く第1反射面と、当該一方の端面に配置された複数個の活性光線発光素子のうち他の一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して前記第1照射領域と異なる第2照射領域に活性光線を導く第2反射面と、
前記両端面のうち他方の端面に配置された複数個の活性光線発光素子のうち、一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して前記第1照射領域及び前記第2照射領域のいずれとも異なる第3照射領域に活性光線を導く第3反射面と、当該他方の端面に配置された複数個の活性光線発光素子のうち、他の一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して前記第2照射領域に光を導く第4反射面と、を備えることを特徴とする請求項11に記載のインクジェット記録装置。 - 前記活性光線照射手段は、前記第2方向の両端面のうち一方の端面のみに複数個の活性光線発光素子が配置され、前記複数個の活性光線発光素子のうち、一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して第1照射領域に活性光線を導く第1反射面と、
前記複数個の活性光線発光素子のうち、前記一部の活性光線発光素子以外の他の一部の活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して前記第1照射領域と異なる第2照射領域に活性光線を導く第2反射面と、を備え、
前記光量制御手段は、前記一部の活性光線発光素子及び前記他の一部の活性光線発光素子の発光量を制御することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記活性光線照射手段は、前記第2方向の両端面のうち一方の端面のみに3個以上の複数個の活性光線発光素子が配置され、前記複数個の活性光線発光素子が第1のグループ、第2のグループ及び第3のグループに区分けされ、前記複数個の活性光線発光素子のうち前記第1のグループに属する活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して第1照射領域に活性光線を導く第5反射面と、
前記複数個の活性光線発光素子のうち前記第2のグループに属する活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して前記第1照射領域と異なる第2照射領域に活性光線を導く第6反射面と、前記複数個の活性光線発光素子のうち前記第3のグループに属する活性光線発光素子から発せられた活性光線を反射して、前記第1照射領域及び第2照射領域のいずれとも異なる第3照射領域に光を導く第7反射面と、を備え、
前記光量制御手段は、前記第1のグループ、前記第2のグループ及び前記第3のグループのグループ単位で前記複数個の活性光線発光素子の発光量を制御することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。 - 活性光線の照射によって硬化する第1インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第1ノズル列と、前記第1インクと異なる硬化特性を持つ第2インクを吐出させる複数のノズルが並べられた第2ノズル列と、を含んだ複数のノズル列を有するインクジェットヘッドを記録媒体に対して第1方向に移動させる走査工程と、
前記インクジェットヘッドに対して前記記録媒体を前記第1方向と平行でない第2方向に相対移動させる相対移動工程と、
複数の前記ノズル列の各々を前記第2方向に複数の領域に分割した分割ノズル領域の各々お単位ごとに前記インクジェットヘッドのインク吐出を制御する吐出制御工程と、
前記吐出制御工程によって前記インクジェットヘッドから吐出され、前記記録媒体上に付着したインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射工程であって、前記分割ノズル領域のそれぞれに対応して前記活性光線が照射される範囲が複数の分割照射領域に分割され、分割された前記分割照射領域に対する光量を領域別に制御して前記活性光線の照射を行う活性光線照射工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。
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